【文章內(nèi)容簡介】 同，旁瓣及背瓣的影響也會因天線及壞境的原因而難以預測)；考慮到天線掛高和傳播環(huán)境的復雜性，距離較近的基站應盡量避免同頻相對。 同頻復用距離蜂窩系統(tǒng)容量受無線帶寬的限制，頻率必須進行復用刁‘能滿足一定區(qū)域內(nèi)的容量需求。在同等區(qū)域內(nèi)，頻率復用距離越寬松，同鄰頻干擾越小，但容量也??；頻率復用越緊密，雖然容量得到一定的提升，但隨之帶來了同鄰頻干擾的上升。控制復用頻點的相互干擾是頻率規(guī)劃中的關鍵。頻率復用距離可根據(jù)GSMR系統(tǒng)的載干比要求進行分析計算。假設C是信號有用功率，I是干擾信號的功率，在一個系統(tǒng)中，同頻干擾可能有多個，先假設共有K個干擾源，每個干擾用IK表示，K的取值從l~K，那么同頻信號的載干比就可以表示為： (33)按照無線信號傳播理論，信號在空間按照接收位置到發(fā)射位置的冪指數(shù)下降，假設天線的輻射功率為PT，在距離發(fā)射天線位置d處接收到平均信號功率Pd可以由下面公式表示Pd=PTA/dn (34)A為一個常數(shù)；n為傳播指數(shù)，取值范圍在2~4之間，隨著環(huán)境不同取值不同。服務基站的干擾l都是其余同頻基站信號的總和，在PT取值都一定的情況下，式(3)中干擾信號強度Ik都可用式(5)表示： (35)而服務基站服務范圍有用信號應該以服務小區(qū)半徑邊緣來表示，即C可以表示為：C= PTA/dn (36)根據(jù)以上分析C/工可以用距離參數(shù)進行歸一化表示： (37)根據(jù)GSMR小區(qū)線狀覆蓋的不同方案可根據(jù)式（7）導出不同的計算公式。 不同方案的頻率分配1．單層交織覆蓋單層交織冗余覆蓋網(wǎng)絡所需的小區(qū)數(shù)在原有的單層網(wǎng)絡上增加了一倍，使原先使用2x2頻率復用模式的變?yōu)?x2的復用模式，因此對GSM一R的19個頻點可做如表1所示的分組，共分8組，由于實際應用中可能有一些特殊站型和特殊環(huán)境的應用，預留三個頻點10010和1017號頻點作為整個網(wǎng)絡調(diào)整使用。表31 單層交織覆蓋頻率分組頻率分配的秩序可以按8的秩序進行，其每小區(qū)的最大配置為2載頻，可保證同一小區(qū)和鄰小區(qū)的頻點不相鄰，如重疊覆蓋小區(qū)實行負荷分擔，則等效每小區(qū)的最大容量為4載頻。2．同站址雙層網(wǎng)絡同站址無線雙層網(wǎng)絡的頻率分配可在表3頻率分組的基礎上，對頻率分組進行重新組合，見表32所示.表32同站址雙層覆蓋頻率分組同站址兩個基站的頻率配置(網(wǎng)絡A，網(wǎng)絡B)可按秩序(l，3)、(5，7)、(2，4)、(6，8)進行，其等效的最大小區(qū)配置仍為四載頻。3．交織雙層覆蓋交織雙側網(wǎng)絡的頻率規(guī)劃既可按單網(wǎng)交織冗余覆蓋網(wǎng)絡方式進行，也可按同站址無線雙層網(wǎng)絡的方式進行，其等效的最大小區(qū)配置也是四載頻。上述三種無線冗余覆蓋方案，都在某種程度上提高了系統(tǒng)的可靠性，但它們在可靠性程度、頻率規(guī)劃與擴容能力、抗干擾能力、小區(qū)切換和工程造價等方面還存在不同，一卜面就針對這幾個方面對這三種冗余方式進行比較。 無線子系統(tǒng)可靠性l．系統(tǒng)可靠性基本準則對于串聯(lián)結構，無線系統(tǒng)的可用度是各單元可用度的乘積：Asys=ПAi (38)其中Asys為串聯(lián)結構系統(tǒng)的可用度，Ai為各個單元的可用度對于并聯(lián)結構，系統(tǒng)的可用度通過不可用度間接計算，不可用度為：Usys=ПUi (39)則并聯(lián)系統(tǒng)的可用度為：Asys=1ПUi (310)2．單層交織可靠性模型單層交織可靠性模型如圖31所示。Asys=[1(1ABTS1*ABTS3)*( 1ABTS2)]*ABSC (311)假設所有BTS的可用度都是相同的，則上式可簡化為：Asys=(ABTS+A2BTS A3BTS)* ABSC (312)圖31 單層交織覆蓋可靠性模型3．雙層交織可靠性模型雙層交織可靠性模型如圖32所示。圖32 雙層交織覆蓋可靠性模型上述結構的可用度為：Asys=[1(1ABTS1*ABTS3*ABSC1)*( 1ABTS2*ABSC2)] (313)假設所有BTS的可用度都是相同的，所有BSC的可用度是相同的，則上式可簡化為：Asys=ABSC*ABTS*(1+ABTSA2BTS*ABSC) (314)4．同站址雙層可靠性模型雙層同站址可靠性模型如圖33所示圖33 雙層共站址覆蓋可靠性模型上述結構的可用度為：Asys=[1(1ABTS1*ABSC1)*( 1ABTS2*ABSC2)] (315)假設所有BTS的可用度都是相同的，所有BSC的可用度是相同的，則上式可簡化為： Asys=2*ABSC* ABTS A2BTS*A2BSC (316)單層交織網(wǎng)絡的不可用度是相對較高的，其不可用度接近1小時/4年，而其它兩種方式從理論上來說是幾乎不會失效的，共站址雙層覆蓋方式的設備可靠性是最高的。 系統(tǒng)容災能力一旦某一站點發(fā)生重大災難性事故(如塌方、泥石流、爆炸等)，采用同站址雙層覆蓋方式可能導致該點的兩套無線設備都不能正常工作，從而使網(wǎng)絡覆蓋發(fā)生中斷，業(yè)務在此區(qū)段無法實現(xiàn)；而如果采用交織單網(wǎng)和交織雙網(wǎng)覆蓋方式，單點故障不會導致無線覆蓋中斷，業(yè)務可以正常使用。因此，在系統(tǒng)容災性方面，交織雙網(wǎng)和交織單網(wǎng)均強于同站址雙層網(wǎng)絡。 頻率復用度頻率利用效率可以用頻率復用度來表征，它反映了頻率復用的緊密程度。頻率復用度：fresue=NARFCN/NIRX其中NARFCN為總的可用頻點數(shù)，NIRX為小區(qū)配置的TRX。對于nm頻率復用方式：n表示復用簇中有n個基站，m表示每個基站有m個小區(qū)。那么它的頻率復用度為：fresue=nm顯然，頻率復用度越低，其頻率復用越緊密，頻率的利用率越高，但隨著頻率復用緊密程度的減小，無線網(wǎng)絡的干擾也增大，需要DTX，功率控制等技術來支持；頻率復用度越大，其頻率利用率越小，但容易獲得較高的網(wǎng)絡話音質(zhì)量。 抗干擾能力對于同站址雙層覆蓋，通過鏈路計算，設計兩個基站的間距為5km，則第一個基站在其中心區(qū)域的信號電平為89dBm，(+)處信號電平為92dBm，該點為移動臺切換到第二個基站結束位置，是移動臺正常工作在第一個基站的最低電平位置，列車行駛經(jīng)過該位置時，信號已經(jīng)切換到第二個基站，第二個基站信號在此位置強度為86dBm。根據(jù)鐵道部與中國移動的初步協(xié)商意見，中國移動基站信號在距離鐵軌2km位置處信號電平應低于95dBm，信號強度按照3~4倍的指數(shù)衰減，鐵路2km處信號強度將衰減9~12dB，那么在正常工作最低電平位置GSMR與中國移動基站的載干比C/I=92－(﹣95－9)=12，滿足C/I=12的系統(tǒng)要求，因此，信號電平在該覆蓋一下可以滿足系統(tǒng)安全運行的質(zhì)量要求。 對越區(qū)切換的影響交織冗余方案時主要以相鄰基站覆蓋冗余為主，需要對網(wǎng)絡規(guī)劃做較為充足的網(wǎng)絡覆蓋余量，在網(wǎng)絡運行時需要調(diào)整避免網(wǎng)絡出現(xiàn)切換頻繁，重選過多等問題。按照列車時速350km/h計算，同站址方案站間距5km，則每51s會發(fā)生一次切換(不考慮切換失敗的情況)，數(shù)據(jù)通道的中斷時間為300ms，%。，則每33s會發(fā)生一次切換(不考慮切換失敗的情況)，%。為了確保無線信道盡可能高的可靠性，無線網(wǎng)絡規(guī)劃應盡量避免頻繁切換。假設線路總長1000km，對于同站址覆蓋，則越區(qū)切換大約200次，而交織覆蓋則大約為312次，可見，后者比前者切換次數(shù)增加了56%。切換次數(shù)的增加增大了通信中斷的概率，也就增加了通信中斷的可能性。 工程造價同