PAS無線系統網絡基站的布設

2019-11-03 09:24:27

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供稿：網友

崔連森濰坊學院信息與控制工程系

　　摘要本文完整的概述了當前PAS無線系統基站站的布設，對基站的工作原理，基站類型及天線類型做了詳細論述，并論述了基站的布設原則及優化的目的與方法。

　　關鍵詞空中接口 V5接口

　　1 引言

　　個人通信接入系統（PAS），俗稱“小靈通”，在我國的許多城市已經開通使用。它是手機（PS）通過空中接口同基站（RP）相連，利用現有的固定電話網線路與基站控制器（RPC）相連接，最后通過局端設備（RT），使用V5接口技術或SS7信令，實現與交換機的連接。在這種系統中，PAS網絡設計是對無線接入網的組成、配置以及基站的安裝進行科學的規劃，是網絡穩定、高效運行的重要前提和保障。基站的布設是網絡設計的一個關鍵環節，基站布設質量決定網絡的性能。

　　2 基站

　　2.1 基站的功能原理

　　基站是無線設備，基站控制器RPC來的ADPCM信號及電源饋電，由一對雙絞線傳入基站的接口（48+D+K），信號通過基站的射頻調制波發射，與個人手機（PS）構成無線鏈路，通過基站控制器，局端設備、中央交換局提供用戶話音/數據通信，在無線方面基站提供RCRSTD-28空中接口。基站RP的組成工作原理圖如圖1所示。

　　無線接口有四信道時分接入功能，它具有時分多址/時分雙工（四信道TDMA-TDD），可提供一個控制信道和三個傳輸信道。RCRSTD-28空中接口并不特別要求控制信道時隙定位，因此，該系統允許將四個時隙中的任一個定義為控制時隙。圖2所示射頻信道分配圖。

　　通信信道也不是預先分配的，信道安排是由一個自動分配的動態信道分配系統來完成的，這是PAS無線系統的一個主要功能。對于新的通信的信道分配是從影射到一個二維頻時矩陣的可用信道資源中選擇的，此二維矩陣根據建立呼叫時信號強度檢測的結果而不斷更新，RP同時還通過信令信道完成對信令的處理。

　　2.2基站的類型

　　基站RP可以分為室外基站與室內基站。室外基站的尺寸較小，裝在一個防雨保護盒因此可以把基站安裝在電線桿上、建筑屋頂上和路燈桿上。室外基站又分為10mW、200mW和500mW三種型號。室內基站尺寸更小，功率為10mW，可以安裝在政府機關、銀行或商場大樓內等公共場所。10mW基站相對地覆蓋范圍較小，可以對小范圍的盲區和熱點進行信號覆蓋。200mW基站和500mW基站發射功率比10mW基站分別增加了13dB和17dB，覆蓋范圍較大，穿透水泥墻的能力較強，一般安裝在電線桿、建筑物頂上等地方。除室內基站自帶天線外，室外基站需要根據實際的基站所在環境選擇出合適類型的天線進行組合，從而實現最有效覆蓋。

　　2.3基站的話務處理

　　對于一個單獨的基站，無線鏈路中設置了四個時隙，一個是信令控制通道，另外三個是信號傳輸通道，即在一個基站所覆蓋的區域內，只能有三個人可以同時通話。根據愛爾蘭理論，假設單用戶的平均話務量為0.05Erl，在呼損為5％情況下，覆蓋區內可容納的用戶數為18個用戶。為了增加某一覆蓋區內的用戶數，可以采用基站組控技術，用一個基站同另外的基站組成一組，由一個信令通道來控制全組，這樣可以增加信號傳輸通道。在話務量較大的區域內，這種組控技術很有用。如果用8個基站組成組控，呼損為5％，則用戶數可達515個用戶。

　　3PAS系統中常用天線分析及工程應用

　　3.1天線的增益

　　天線的增益越高，發射波的方向角越小，波瓣越窄，能量越集中，所以覆蓋的距離越長。但是同時也應該注意波瓣窄帶來的一些負面效應，如天線覆蓋的縱面會縮小，干擾會增大等。因此要根據具體情況選用適宜的天線類型，在覆蓋效果、干擾等各種因素中做出合理的權衡。

　　3.2天線的高度和間距

　　采用空間分集的方式的天線，其設計依賴于天線間距的比值K，即K=h/d。

　　對于水平分集天線，K的最優經驗值是11，這時可獲得最優分集增益。兩天線之間的間距應為半波長既λ/2（λ≈0.157m）的奇數倍，并且現有的PAS系統基站天線的距離應大于5λ由此可得出天線高度與天線間距的最優經驗值，如表1所示。

　　3.3天線的傳播特性

　　在PAS通信系統中，服務區邊界的設定是十分重要的。根據傳播特性設立服務區邊界使服務區內有較好的電平覆蓋；同時使頻區的干擾降低到最底，是提高信道容量的有效方法。這首先要了解各種類型天線的傳播特性，才能設立好最優的服務邊界。下面列舉了PAS系統中常用的幾種天線的傳播特性及一般應用規律。

　　（1）4.5dBi全向天線，垂直瓣寬：40°，水平瓣寬:360°，主要用于覆蓋5～7層樓高的建筑物。

　　（2）7dBi全向天線，垂直瓣寬：16°，水平瓣寬:360°，主要用于覆蓋街道及4層以下（包括4層）建筑物。

　　（3）7dBi全向下傾天線，垂直瓣寬：16°，水平瓣寬：360°，下傾角度：20°，主要用于基站安裝較高時的覆蓋。

　　（4）10dBi全向天線，垂直瓣寬：63°，水平瓣寬:65°，主要用于覆蓋8層樓以上建筑物及基站安裝非常困難的區域如舊城區等。

　　4 PAS系統的網絡覆蓋與優化

　　4.1 PAS系統的網絡覆蓋

　　PAS系統采用的是微蜂窩結構，工作于1.9GHz無線頻率，信號頻率較高，這樣信號繞射能力相對較弱，反射能力較強；同時基站的工作功率較小，是毫瓦級，因此穿透能力差。信號主要是通過直射和反射傳播，因此在基站設置即堪點時，要充分利用信號的直射、反射原理。微蜂窩結構的網絡對周圍環境相當敏感，網絡覆蓋設計與宏觀結構復雜得多。隨著PAS網絡技術和市場需求的發展，PAS網絡的組網方式已由過去單一的10mW基站組網發展為500mW與200mW為主10mW基站為輔的混合組網。在進行PAS無線網絡覆蓋基站的服務區的設置時，應盡可能使無線電信號能夠均勻地覆蓋其服務區，不能出現盲區，有良好的覆蓋重疊，從而避免頻繁的切換；充分考慮覆蓋區的話務量，確定是否采用組控;同時也要有效地控制和降低系統自身干擾，提高系統自身的性能。

　　4.2 PAS系統的服務區的基站布設

　　在PAS系統布設基站時，應該首先了解覆蓋區的實際情況，然后認真做好基站勘點，一般可以根據城區的覆蓋模型進行類比設置基站與天線類型。城區的廣場，基站的理想位置是放置在廣場中央，如果無合適安裝點，站點建議選取對視野較開闊的較高的樓房頂，六層左右為佳，天線類型選擇下傾類型;繁華區街道，首選十字路口，安裝地點選在靠向路邊的七層以下的屋頂，天線類型為下傾，若用200mW基站，相鄰基站間距為300m左右，若用500mW基站，其間距可以略大，應根據實際情況調整;規則小區，一般把基站放置在樓頂，采用下傾天線，充分考慮利用信號的直射、反射原理來覆蓋樓房;對于高層建筑，可以選用定向天線來覆蓋。總之服務區的基站布設，是一個非常重要又復雜的工作，需要一定的經驗完成工作。基站布設的好，則可以很大地提高網絡性能。

　　4.2 PAS系統的網絡優化

　　在PAS系統的網絡開通后，無線網絡的覆蓋的設計與實際情況有一定的差距，隨著時間的推移，服務區內會出現新的建筑物，影響信號的覆蓋，并且隨著用戶的增多，某一區的話務量會變化，為了提高系統的性能，需要對系統進行優化。

　　網絡優化的過程，可以分兩個階段，初期優化和后期優化。初期優化是指對新建成的網絡，由于用戶較少，重點放在網絡覆蓋程度和切換、干擾情況的優化。后期優化是指對已經建成的網絡，由于用戶有一定數量，優化重點放在提高系統質量上，如話務量，主叫成功率，被叫成功率，切換成功率等。優化時一般用一個手持Leader和測試手機，找出信號的盲點，可以用10mW的基站進行補點，對于話務量，可以在網管上進行測試，以便決定在某一區是否增加組控。對于頻繁切換的區域，通常是此處收到許多基站的信號，但信號的強度又很弱，或者該區域信號經多次反射到達或產生多徑效應，從而導致手機的頻繁切換，可以移動基站或增加基站，加強覆蓋效果。對于干擾，應找到受干擾的基站與周圍的基站，解決的方法通常有，降低天線高度;充分利用建筑物的阻隔效應;使用下傾或定向天線；同步所有的基站控制器。

　　
摘自　中國電信網

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