PHS與3G的過渡/并存/切換

2019-11-03 09:15:40

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供稿：網友

武漢郵電科學研究院戴華軍

　　隨著ＰＨＳ的用戶數量的逐漸增多，ＰＨＳ網絡的優化勢在必行。運營商如果單純的對于ＰＨＳ進行室內覆蓋，可能會造成網絡建設的性價比過低。一方面電信或網通以后肯定要上３Ｇ系統，那么在上３Ｇ系統以后，再做一遍室內覆蓋，將使網絡優化成本相當的高；另一方面，單純的室內覆蓋系統所需要的成本比較高，網絡使用費是否能夠保證ＰＨＳ室內覆蓋系統在短期內收回成本呢？因而我們在考慮ＰＨＳ室內覆蓋的時候，應當首先考慮到它與３Ｇ系統的過渡、并存與切換。

　　在ＰＨＳ室內覆蓋系統中，對于分布式無源系統，應該考慮到將來系統升級到３Ｇ時的兼容性，以便于將來３Ｇ系統的室內覆蓋也能夠很好的利用目前的無源天饋部分，降低將來３Ｇ覆蓋系統的投資成本。

　　由于現有ＰＨＳ覆蓋網絡的工作頻率為１９００ＭＨｚ，為了能夠滿足以后移動通信向３Ｇ的發展要求以及能在不對現有布線網絡進行大的改動的基礎上進行３Ｇ的覆蓋，因此在ＰＨＳ室內分布系統的方案設計中使用的功分器、耦合器、天線等各種無源器件應不但能夠滿足ＰＨＳ的工作頻段要求，而且能夠滿足３Ｇ以及ＷＬＡＮ的工作頻段要求。

　　雖然ＰＨＳ１９００ＭＨｚ頻率的射頻信號的線路衰減和空間損耗低于３Ｇ的工作頻率信號的衰減和損耗，但是在將來增加３Ｇ系統后，只需要根據具體覆蓋需求少量增加天線點數或增加線路放大器的輸出功率就可以實現ＰＨＳ和３Ｇ信號同網覆蓋的改造。

·　　無源器件的兼容性：

　　為了實現前向兼容性的要求，ＰＨＳ室內覆蓋系統中的無源器件均采用寬帶器件（工作頻段為８００ＭＨｚ－２５００ＭＨｚ），在不改動現有水平布線結構的情況下，所有天饋系統及功率分配器件均可同時支持ＰＨＳ１９００、３Ｇ移動通信。系統在接入其他制式時，由于頻段和原理不同，只需增加主設備和部分改變垂直部分的線纜，并根據將接入的具體系統，合理采用專用的合路器，將新接入的系統與原有系統合路后，分布至大樓各處。使系統具有很強的可擴充性和多制式兼容性。

·　　如何實現向前兼容

　　由于ＰＨＳ系統工作頻段為１．９ＧＨｚ，３Ｇ系統的主要工作頻段為１．９ＧＨｚ～２．２ＧＨｚ，補充工作頻段為２．３ＧＨｚ～２．４ＧＨｚ，兩者工作頻率非常接近，線路衰減和空間損耗都非常相近，其信號特性和覆蓋要求都非常相近，因此在建成ＰＨＳ室內信號覆蓋網絡的基礎上，增加３Ｇ信號覆蓋功能時只要增加相應的線路放大器就可實現。對ＰＨＳ和３Ｇ進行同網覆蓋時，由于這三種信號均采用同一套天饋系統，只需要增加雙頻合路器將信號合路即可實現兼容。

·　　多系統接入后各系統的場強預測

　　由于ＰＨＳ和３Ｇ工作頻段的差異，因此線纜對信號的衰減也不一致，并且它們的空間傳播特性的不一致導致在各個天線口輸出功率的不一致。

　?。薄⒆杂煽臻g的損耗：

　　根據自由空間電波損耗公式

　?。蹋猓螅剑常玻矗担玻埃欤纾疲煟停龋牐玻埃欤纾模煟耄硎街?，Ｌｂｓ稱為自由空間的路徑傳播損耗。

　　分別將ＰＨＳ１９００、３ＧＨｚ的頻率ｆ取９００、２４００（３Ｇ系統最高工作頻率到２．４ＧＨｚ），可知：在相同空間距離條件下，２．４ＧＨｚ信號的空間損耗比ＰＨＳ１９００約大２ｄＢ。

　?。?、天饋系統傳輸損耗：

　　我們以ＲＦＳ１２”普通電纜作為傳輸介質加以說明。由各種無源器件的技術指標可以看出，功分器、耦合器等對各種不同工作頻段的插入損耗以及耦合損耗基本一致，而電纜對信號的損耗差別較大，因此我們不妨以離信源最遠的天線為例說明。假設最遠天線到信源的走線距離約為２００ｍ，１２”普通電纜對各種不同頻率信號的衰減。

　　Ｌｂｓ＝３２．４５＋２０ｌｇＦＭＨｚ＋２０ｌｇＤｋｍ

　　可知，１２”電纜在２．４ＧＨｚ頻率下每１００米損耗比１．９ＧＨｚ約大０．７ｄＢ。

　　根據以上分析可知，當傳輸距離為２００米時，ＰＨＳ系統和３Ｇ系統的天線口功率相差為２００１００×０．７＝１．４ｄＢ。當ＰＨＳ與３Ｇ同網運行時，由于其傳輸損耗的差別，相同天線位置、相同設備位置及相同輸出功率條件下，３Ｇ的覆蓋場強比ＰＨＳ１９００要略小，綜合考慮電纜損耗和空間損耗的差異，最遠天線處的接收場強僅相差２＋１．４＝３．４ｄＢ。

　　而在ＰＨＳ系統和３Ｇ系統中由于３Ｇ的系統的接收靈敏度一般為－１２０ｄＢｍ左右而小靈通的接收靈敏度一般為－９０ｄＢｍ左右這樣在實際的覆蓋當中對于原有的ＰＨＳ覆蓋系統仍然能夠滿足３Ｇ的實際需求。

　　３、實際舉例：

　　下面以一個實際的例子來說明這個問題假設在實際的覆蓋當中我們的干線放大器與終端之間有下面的實際覆蓋路徑１００ｍ１２電纜＋４×２功分器＋１×混凝土墻＋２０ｍ自由空間。

　?。校龋酉到y：

　　２７－１１－４×３．５－１３－６４＝－７５ｄＢｍ

　?。常窍到y：

　?。玻罚保保常础粒常担玻福叮叮剑罚梗常洌拢?br>
　　在某些對信號影響較大的地方，比如屏蔽比較厲害、墻壁阻擋比較嚴重、線纜傳輸較長的地方，我們可以采用增加天線點數或者增加線路放大器的輸出功率的方法來保證３Ｇ系統的覆蓋效果，而在某些離信源較近并且屏蔽和阻擋均不太嚴重的地方不用對天饋系統做出任何改變就可以很好的達到覆蓋效果，從而使ＰＨＳ與３Ｇ順利地同網運行。

·　　實現兼容的成本分析

　　由上面的分析知道，最遠天線處的覆蓋場強僅相差３．４ｄＢ，故大部分天饋系統不需要做任何改變即可達到很好的覆蓋效果，在某些覆蓋效果較差的位置，可以增加天線數量或者增大線路放大器的輸出功率。在工程實施時應考慮３Ｇ系統線路放大器的功率預留，這樣實現兩套系統的兼容時所需的設備成本很??；增加天線數量所增加的成本對于整個工程的總造價來說也是很小的，因此要實現ＰＨＳ系統和３Ｇ系統的兼容，增加的成本非常小，幾乎可以忽略不計。

----《通信世界報》