gsm飛地系統(tǒng)可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-04-02 11:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 菲涅爾區(qū)是一個(gè)橢球體，收發(fā)天線位于橢球體的兩個(gè)焦點(diǎn)上。 菲涅爾半徑的計(jì)算公式如下： R=(λD) λ 為波長， D 為兩天線的距離， λ ＝ 310 8 /f(米 )。從公式可知：當(dāng)頻率 f 固定時(shí)，菲涅爾半徑隨著傳輸距離的增加而增大。同時(shí) ，當(dāng)距離固定時(shí)，菲涅爾半徑隨著頻率的減小而增大。 從上表可以看出， 150MHz～ 250MHz 頻段電波比 900MHz電波可以繞過更大的障礙物，可以克服超過天線 70 米高的障礙物，因此在山區(qū)等障礙物較多的非視距傳播環(huán)境下，飛地系統(tǒng)有較強(qiáng)的克服地形環(huán)境傳輸?shù)哪芰Α? 、空間傳輸損耗分析 信號(hào)在自由空間的傳播損耗與信號(hào)的頻率密切相關(guān)，信號(hào)頻率越高，單位距離的衰耗越大。信號(hào)在自由空間的衰耗損耗 PL 可由下式計(jì)算： PL（ dB） = + 20lgf + 20lgd 因此，假設(shè)傳播相同的距離， 900MHz 信號(hào)將比 150MHz信號(hào)多衰減： 20(lg900lg150)= 比 250MHz信號(hào)多衰減： 20(lg900lg250)= 因此， 900MHz 在自由空間的損耗是 150MHz 信號(hào)的 32 倍，是 250MHz 信號(hào)的 16 倍。在其他條件不變的情況下， 150MHz/250MHz 可以傳輸更遠(yuǎn)的距離。 、中繼和覆蓋能力 飛地系統(tǒng)的傳輸能力取決于近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)之間的信號(hào)拉遠(yuǎn)能力，即復(fù)雜地形下 150～250MHz 信號(hào)的傳輸能力。因此，飛地系統(tǒng)的拉遠(yuǎn)能力不僅與中繼的發(fā)射 功率有關(guān)（目前設(shè)備多支持 2W、 5W、10W 和 20W），還要取決于環(huán)境的復(fù)雜度。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，多應(yīng)用中繼功率為 10W 的設(shè)備，其拉遠(yuǎn)距離如下： 復(fù)雜的山區(qū)環(huán)境：拉遠(yuǎn) 8～ 10KM； 較為簡(jiǎn)單的環(huán)境：拉遠(yuǎn) 10～ 15KM。 飛地系統(tǒng)的遠(yuǎn)端機(jī)一般采用 20W 進(jìn)行覆蓋，其覆蓋能力與一般移頻直放站的覆蓋能力相當(dāng)，此只要天線掛高合適，增益足夠大，即可實(shí)現(xiàn)直徑為 3～ 5KM 區(qū)域的覆蓋。 典型應(yīng)用場(chǎng)景 和其他 GSM 延伸覆蓋系統(tǒng)相比，飛地系統(tǒng)主要有以下優(yōu)勢(shì)： （ 1）系統(tǒng)繞射能力強(qiáng)， 10KM 拉遠(yuǎn)距離條件下可以繞射過高于收發(fā)天線 50~70米的障礙物； （ 2）抗干擾能力強(qiáng)，覆蓋效果好； （ 3）中繼頻率可以通過軟件設(shè)置，占用頻帶小，頻率設(shè)置靈活； （ 4）工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便，成本低廉； （ 5）一臺(tái)近端可帶多臺(tái)遠(yuǎn)端，覆蓋靈活； （ 6）在低話務(wù)量的偏遠(yuǎn)地區(qū)，常使用太陽能供電，系統(tǒng)能夠通過自身的檢測(cè)控制裝置，在發(fā)現(xiàn)覆蓋區(qū)無手機(jī)接入網(wǎng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)使遠(yuǎn)端上行處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有用戶使用時(shí)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)工作，從而減除了不必要的能耗，大大降低了運(yùn)營成本。 因此飛地系統(tǒng)可以適應(yīng)較為苛刻的自然環(huán)境，工程較為簡(jiǎn)單，成本較低，傳輸距離遠(yuǎn)，有一定的應(yīng)用場(chǎng)景。從目前的應(yīng)用情況來看 ，復(fù)雜地形下的孤島覆蓋（村村通工程）、應(yīng)急通信和遠(yuǎn)距離監(jiān)控是飛地系統(tǒng)較為典型的應(yīng)用場(chǎng)景。 、復(fù)雜地形下的孤島覆蓋（村村通覆蓋） 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年努力，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了絕大大部分人員活動(dòng)場(chǎng)所，但仍然存在很多遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、被大山阻隔的山村、廠礦或臨時(shí)作業(yè)區(qū)，這些點(diǎn)由于距離遙遠(yuǎn)、環(huán)境惡劣、投入巨大而一直處于通信的盲點(diǎn)，也是村村通工程需要解決的重點(diǎn)。這些地區(qū)具有以下特點(diǎn)： （ 1）地形復(fù)雜，傳輸環(huán)境惡劣； （ 2）目標(biāo)地區(qū)容量需求一般，覆蓋需求為主； （ 3）信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸路徑上無明顯覆蓋 要求，即具有典型孤島特征。 飛地覆蓋系統(tǒng)可以較為容易地覆蓋遠(yuǎn)離移動(dòng)通信資源的孤島，使得移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以飛躍曠野、山體來覆蓋這些孤島，同時(shí)加快工程進(jìn)度，節(jié)省投資。 、應(yīng)急通信 面對(duì)抗洪搶險(xiǎn)等復(fù)雜狀況，自然環(huán)境的阻隔往往無法快速有效地建立通信聯(lián)絡(luò)，從而影響救災(zāi)指揮決策的順利進(jìn)行。在突發(fā)災(zāi)害等特殊狀況下，應(yīng)急通信面臨以下問題： （ 1）地形復(fù)雜，傳輸環(huán)境惡劣，電力等配套設(shè)施欠缺； （ 2）目標(biāo)地區(qū)容量需求一般，覆蓋需求為主； （ 3）要求快速建立通信保障，機(jī)動(dòng)靈活改變通信覆蓋區(qū)； 由于飛地系統(tǒng)簡(jiǎn)單，工程實(shí)現(xiàn)容易，同時(shí)可以克服復(fù)雜地形的影響，因此適宜 作為應(yīng)急通信的重要手段。 08 年初我國南方災(zāi)害性天氣對(duì)移動(dòng)通信提出了新的要求，由于飛地系統(tǒng)可以快速實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，同時(shí)遠(yuǎn)端機(jī)可以依靠蓄電池工作 2～ 3 天，因此飛地系統(tǒng)也為未來 GSM 網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)方案提供了新的思路。 、遠(yuǎn)距離監(jiān)控 對(duì)于一些特定的行業(yè)性應(yīng)用，如水文、環(huán)保、森林防火等，需要在特殊環(huán)境下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。這些地區(qū)往往條件苛刻，人煙稀少，分布較為零散。遠(yuǎn)程監(jiān)控應(yīng)用環(huán)境有以下特點(diǎn)： （ 1）地形復(fù)雜，傳輸環(huán)境惡劣，電力等配套設(shè)施欠缺； （ 2）有明顯的 1 對(duì)多通信需求，即監(jiān)控中心要同時(shí)和多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行通信； （ 3）由于監(jiān)控需要，通信具有間歇性頻發(fā)特性，即并不需要持續(xù)性的通信，而僅是在每天特定的幾個(gè)時(shí)間進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)上報(bào)。 由于飛地系統(tǒng)可利用 1 臺(tái)近端機(jī)和多臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)實(shí)現(xiàn) 1 對(duì)多的通信，可使用蓄電池提供電力需求，在無終端接入時(shí)，可自動(dòng)使設(shè)備休眠，減除了不必要的能耗，因此飛地系統(tǒng)是遠(yuǎn)距離監(jiān)控的有效解決方案。 頻率資源需求分析 、飛地系統(tǒng)所需頻率資源
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