【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同，旁瓣及背瓣的影響也會(huì)因天線及壞境的原因而難以預(yù)測(cè))；考慮到天線掛高和傳播環(huán)境的復(fù)雜性，距離較近的基站應(yīng)盡量避免同頻相對(duì)。 同頻復(fù)用距離蜂窩系統(tǒng)容量受無(wú)線帶寬的限制，頻率必須進(jìn)行復(fù)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(fù)用距離越寬松，同鄰頻干擾越小，但容量也??；頻率復(fù)用越緊密，雖然容量得到一定的提升，但隨之帶來(lái)了同鄰頻干擾的上升。控制復(fù)用頻點(diǎn)的相互干擾是頻率規(guī)劃中的關(guān)鍵。頻率復(fù)用距離可根據(jù)GSMR系統(tǒng)的載干比要求進(jìn)行分析計(jì)算。假設(shè)C是信號(hào)有用功率，I是干擾信號(hào)的功率，在一個(gè)系統(tǒng)中，同頻干擾可能有多個(gè)，先假設(shè)共有K個(gè)干擾源，每個(gè)干擾用IK表示，K的取值從l~K，那么同頻信號(hào)的載干比就可以表示為： (33)按照無(wú)線信號(hào)傳播理論，信號(hào)在空間按照接收位置到發(fā)射位置的冪指數(shù)下降，假設(shè)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(hào)功率Pd可以由下面公式表示Pd=PTA/dn (34)A為一個(gè)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(wù)基站的干擾l都是其余同頻基站信號(hào)的總和，在PT取值都一定的情況下，式(3)中干擾信號(hào)強(qiáng)度Ik都可用式(5)表示： (35)而服務(wù)基站服務(wù)范圍有用信號(hào)應(yīng)該以服務(wù)小區(qū)半徑邊緣來(lái)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(jìn)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(dǎo)出不同的計(jì)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(luò)所需的小區(qū)數(shù)在原有的單層網(wǎng)絡(luò)上增加了一倍，使原先使用2x2頻率復(fù)用模式的變?yōu)?x2的復(fù)用模式，因此對(duì)GSM一R的19個(gè)頻點(diǎn)可做如表1所示的分組，共分8組，由于實(shí)際應(yīng)用中可能有一些特殊站型和特殊環(huán)境的應(yīng)用，預(yù)留三個(gè)頻點(diǎn)10010和1017號(hào)頻點(diǎn)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)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(jìn)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(diǎn)不相鄰，如重疊覆蓋小區(qū)實(shí)行負(fù)荷分擔(dān)，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(luò)同站址無(wú)線雙層網(wǎng)絡(luò)的頻率分配可在表3頻率分組的基礎(chǔ)上，對(duì)頻率分組進(jìn)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(gè)基站的頻率配置(網(wǎng)絡(luò)A，網(wǎng)絡(luò)B)可按秩序(l，3)、(5，7)、(2，4)、(6，8)進(jìn)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(cè)網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃既可按單網(wǎng)交織冗余覆蓋網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行，也可按同站址無(wú)線雙層網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行，其等效的最大小區(qū)配置也是四載頻。上述三種無(wú)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?cè)诳煽啃猿潭?、頻率規(guī)劃與擴(kuò)容能力、抗干擾能力、小區(qū)切換和工程造價(jià)等方面還存在不同，一卜面就針對(duì)這幾個(gè)方面對(duì)這三種冗余方式進(jìn)行比較。 無(wú)線子系統(tǒng)可靠性l．系統(tǒng)可靠性基本準(zhǔn)則對(duì)于串聯(lián)結(jié)構(gòu)，無(wú)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(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可用度，Ai為各個(gè)單元的可用度對(duì)于并聯(lián)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的可用度通過(guò)不可用度間接計(jì)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(shè)所有BTS的可用度都是相同的，則上式可簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)的可用度為：Asys=[1(1ABTS1*ABTS3*ABSC1)*( 1ABTS2*ABSC2)] (313)假設(shè)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(jiǎn)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(jié)構(gòu)的可用度為：Asys=[1(1ABTS1*ABSC1)*( 1ABTS2*ABSC2)] (315)假設(shè)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(jiǎn)化為： Asys=2*ABSC* ABTS A2BTS*A2BSC (316)單層交織網(wǎng)絡(luò)的不可用度是相對(duì)較高的，其不可用度接近1小時(shí)/4年，而其它兩種方式從理論上來(lái)說(shuō)是幾乎不會(huì)失效的，共站址雙層覆蓋方式的設(shè)備可靠性是最高的。 系統(tǒng)容災(zāi)能力一旦某一站點(diǎn)發(fā)生重大災(zāi)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(dǎo)致該點(diǎn)的兩套無(wú)線設(shè)備都不能正常工作，從而使網(wǎng)絡(luò)覆蓋發(fā)生中斷，業(yè)務(wù)在此區(qū)段無(wú)法實(shí)現(xiàn)；而如果采用交織單網(wǎng)和交織雙網(wǎng)覆蓋方式，單點(diǎn)故障不會(huì)導(dǎo)致無(wú)線覆蓋中斷，業(yè)務(wù)可以正常使用。因此，在系統(tǒng)容災(zāi)性方面，交織雙網(wǎng)和交織單網(wǎng)均強(qiáng)于同站址雙層網(wǎng)絡(luò)。 頻率復(fù)用度頻率利用效率可以用頻率復(fù)用度來(lái)表征，它反映了頻率復(fù)用的緊密程度。頻率復(fù)用度：fresue=NARFCN/NIRX其中NARFCN為總的可用頻點(diǎn)數(shù)，NIRX為小區(qū)配置的TRX。對(duì)于nm頻率復(fù)用方式：n表示復(fù)用簇中有n個(gè)基站，m表示每個(gè)基站有m個(gè)小區(qū)。那么它的頻率復(fù)用度為：fresue=nm顯然，頻率復(fù)用度越低，其頻率復(fù)用越緊密，頻率的利用率越高，但隨著頻率復(fù)用緊密程度的減小，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的干擾也增大，需要DTX，功率控制等技術(shù)來(lái)支持；頻率復(fù)用度越大，其頻率利用率越小，但容易獲得較高的網(wǎng)絡(luò)話音質(zhì)量。 抗干擾能力對(duì)于同站址雙層覆蓋，通過(guò)鏈路計(jì)算，設(shè)計(jì)兩個(gè)基站的間距為5km，則第一個(gè)基站在其中心區(qū)域的信號(hào)電平為89dBm，(+)處信號(hào)電平為92dBm，該點(diǎn)為移動(dòng)臺(tái)切換到第二個(gè)基站結(jié)束位置，是移動(dòng)臺(tái)正常工作在第一個(gè)基站的最低電平位置，列車行駛經(jīng)過(guò)該位置時(shí)，信號(hào)已經(jīng)切換到第二個(gè)基站，第二個(gè)基站信號(hào)在此位置強(qiáng)度為86dBm。根據(jù)鐵道部與中國(guó)移動(dòng)的初步協(xié)商意見，中國(guó)移動(dòng)基站信號(hào)在距離鐵軌2km位置處信號(hào)電平應(yīng)低于95dBm，信號(hào)強(qiáng)度按照3~4倍的指數(shù)衰減，鐵路2km處信號(hào)強(qiáng)度將衰減9~12dB，那么在正常工作最低電平位置GSMR與中國(guó)移動(dòng)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(hào)電平在該覆蓋一下可以滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行的質(zhì)量要求。 對(duì)越區(qū)切換的影響交織冗余方案時(shí)主要以相鄰基站覆蓋冗余為主，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃做較為充足的網(wǎng)絡(luò)覆蓋余量，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)需要調(diào)整避免網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)切換頻繁，重選過(guò)多等問(wèn)題。按照列車時(shí)速350km/h計(jì)算，同站址方案站間距5km，則每51s會(huì)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(shí)間為300ms，%。，則每33s會(huì)發(fā)生一次切換(不考慮切換失敗的情況)，%。為了確保無(wú)線信道盡可能高的可靠性，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)盡量避免頻繁切換。假設(shè)線路總長(zhǎng)1000km，對(duì)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(jià)同