CDMA系统海域覆盖解决方案探讨

【摘要】本文通过对海面无线传播模型，测试后的模型校正、链路预算等方面分析了海域覆盖理论基础和可行性；在此基础上分析了影响海域覆盖距离的主要因素，提出了实际规划中基站站点选址、天馈、设备、塔放选择等方面应当注意的原则，希望对实际工程规划能起到一定的指导作用。

【关键词】海域覆盖链路预算模型校正

一、概述

中国临海海域广阔，海域面积约473万平方千米，海岸线总长度3.2万千米，其中大陆海岸线1.8万千米，岛屿海岸线1.4万千米。

随着沿海渔业、海上旅游业的发展，这些用户已经成为沿海城市运营商争夺的重点。因此，研究信号的海域覆盖解决方案有着现实的必要性。

二、海域超远覆盖技术和可行性分析

1、网络规划的基础理论分析数据

（1）平滑地球无线视距的计算

根据Jhong Sam Lee和Leonard E.Miller的看法：在超高频和甚高频频段无线电波的地对地传播模型中，地球影响的大小是依赖于路径的长短。如图1所示。

无线电波的传播路径为曲线，比地平线的距离（光学路径）要大，如图2，对于一个无任何地形特征的“平滑地球”（如海平面）模型，设天线的有效高度为h，则从该天线发出或接收到的射线所经过的曲线路径是和地球相切的。从天线到切点的距离即为平滑地球无线视距，在图2中左图中标示d。

在通信路径的分析中，处理直线路径要方便一些。因此图2右图给出了修改后的几何模型，其中虚拟地球的半径a=kr>r（r=6370km）。当射线路径与地球表面的距离在1km以内时，可将其看作直线传播，此时可利用有效的地球半径公式a=4r/3=8493km。（参见《CDMA系统工程手册》）。

参照图2的右图，注意到d和虚拟地球半径a是直角三角形的两条直角边，且知2a>>h，由此解得d为：

根据接收点离开发射天线的距离，称小于0.7d的区域为明区，0.7d～（1.2～1.4）d的区域为半阴影区，大于（1.2～1.4）d的区域为阴影区。

根据从海事局了解到的信息，一般中小渔船的甲板距海面高度在4米左右，而大船甲板高度一般达到20米左右，见表1。

假定允许的最大空间链路损耗为147dB，通过链路预算基站不同高度覆盖半径如表2所示：

通过上述链路预算分析海域覆盖效果和基站和移动台天线挂高有重要关系。

（2）无线系统基站设备本身限制

CDMA系统IS2000技术规范中规定搜索圈最大码片为512chip（等效距离为62.5公里），根据目前各厂家提供的信息，可以通过额外增加定时补偿算法，把搜索窗范围提高到1024chip（等效距离为125公里），换言之在无线信号传播损耗小的情况下，基站覆盖最大范围可达到125公里，超过125公里目前CDMA系统无法进行良好覆盖。

（3）最大路径损耗限制

最大路径损耗综合的因素较多有：基站/移动台的发射功率、天馈选择、传体穿透损耗的取定、和气候等。

2、规划原则

（1）站点选择原则：①基站周围无明显阻挡；②天线挂高保证超出周围地形地物一定高度，天线挂高根据覆盖范围要求达到相应的高度值；③站点位置核实，网络拓扑结构合理，需对海岸线附近站点覆盖进行控制，避免干扰；④其它（参照陆地站点选择原则）。（2）天馈选择原则：①根据实际话务量，覆盖需求，进行合理选择天线半功率角、增益，如针对航道覆盖可以选择高增益、窄波瓣天线。②为便于优化调整，对天线挂高偏高的扇区，宜选择电调下倾天线。③尽量减少馈线，跳线等损耗。（3）设备类型选择。海域规划中考虑覆盖的范围较远，宜选用大功率超远基站进行覆盖。（4）塔放选用原则。根据海域规划目标可选择使用塔顶放大器，有利于扩大基站有效覆盖范围。从而降低系统的噪声系数、提高基站灵敏度以及反向覆盖半径。

四、总结

通过本文对海域覆盖的理论基础和可行性分析，提出了海域覆盖规划的一些技术要点和基本原则。在网络建设后，需要进行一些必要的测试工作，及时对网络进行优化调整工作，完善网络覆盖和质量，从而打造一个精品网络。

参考文献

[1] JHONG Sam Lee&Leonard E.Miller，译者：许希斌，周世东，赵明，李刚等. CDMA系统工程手册，人民邮电出版社，2001-02

[2]郭梯云，邬国杨.移动通信.西安电子科技大学出版社，2001-07

[3]华为等设备厂家相关交流资料