主頁(yè)（http://www.130131.com）：TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃探討 1 引言 TETRA為歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)推薦的數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)，與iDEN、GT800、GoTa并列，為我國(guó)四大數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)之一。TETRA標(biāo)準(zhǔn)采用TDMA與FDD技術(shù)，將一個(gè)載頻的25kHz帶寬分為4個(gè)時(shí)隙(信道)，可用于承載話音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、控制信令。TETRA除了具有一般數(shù)字集群系統(tǒng)頻率效率較高的特點(diǎn)外，在話音功能、數(shù)據(jù)服務(wù)、直通模式、系統(tǒng)容量、市場(chǎng)規(guī)模等方面具有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，加上其強(qiáng)大的調(diào)度功能，TETRA在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。TETRA也是我國(guó)已建的數(shù)字集群共網(wǎng)系統(tǒng)普通采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 目前我國(guó)已建的TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)主要有：北京正通政務(wù)網(wǎng)、上海電信集群網(wǎng)、深圳公安數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)、廣州800M數(shù)字集群共網(wǎng)、全國(guó)多個(gè)城市地鐵、機(jī)場(chǎng)數(shù)字集群專網(wǎng)。隨著政府管理水平的提升，對(duì)統(tǒng)一的應(yīng)急通信指揮調(diào)度需求日益迫切，TETRA集群業(yè)務(wù)市場(chǎng)前景廣闊，對(duì)TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)研究、探討，具有實(shí)際意義。 2 TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)指標(biāo) 進(jìn)行TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之前，應(yīng)首先明確相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)，例如：網(wǎng)絡(luò)接通率、覆蓋率、排隊(duì)等待概率等。這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)指出了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)，是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要輸入條件，各參數(shù)取值的不同也會(huì)直接影響網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的結(jié)果。表1列出了TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的一些主要網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。
3 TETRA覆蓋規(guī)劃 無(wú)線覆蓋規(guī)劃，主要針對(duì)不同區(qū)域類型的基站進(jìn)行鏈路預(yù)算，得到相應(yīng)的鏈路允許最大損耗以及基站覆蓋半徑，以此為依據(jù)進(jìn)行下一步的無(wú)線基站規(guī)劃及選點(diǎn)。 在TETRA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)之前，一般要先進(jìn)行傳播模型調(diào)校工作，使得最終的模型參數(shù)與實(shí)際測(cè)試結(jié)果更加吻合，增加覆蓋預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。考慮到Hata理論模型不大適合直接應(yīng)用到仿真軟件的覆蓋預(yù)測(cè)中，建議采用在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的仿真軟件ASSET標(biāo)準(zhǔn)傳播模型“Standard MacroCell Model”。該模型以Hata模型為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展，能方便地利用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校準(zhǔn)，且考慮了地貌及無(wú)線信號(hào)衍射情況，從而增強(qiáng)了模型的靈活性和精確性，適用于150MHz到2GHz的頻率范圍。在該標(biāo)準(zhǔn)模型中： 其中： Prx為接收信號(hào)強(qiáng)度(dBm); Ptx為發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度(dBm); Ploss為傳播路徑損耗(dB); 并且：
其中： K1為衰減常數(shù); K2為距離衰減系數(shù); K3和K4為移動(dòng)臺(tái)天線高度修正系數(shù); K5和K6為基站天線高度修正系數(shù); K7為繞射修正系數(shù); Kclutters為地物衰減修正值; dkm為測(cè)試基站與移動(dòng)臺(tái)之間的距離(km); Heff為測(cè)試基站天線的有效高度(m); Hmeff為移動(dòng)臺(tái)天線的有效高度(m)。 進(jìn)行基站鏈路預(yù)算時(shí)，上行和下行鏈路有各自不同的發(fā)射功率損耗和路徑衰落。鏈路預(yù)算可分為前向鏈路預(yù)算和反向鏈路預(yù)算，與其他常見(jiàn)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)類似，TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)的覆蓋能力主要也是受限于反向鏈路預(yù)算，故工程上一般通過(guò)反向鏈路預(yù)算對(duì)TETRA基站的覆蓋能力進(jìn)行估算。 采用上述的ASSET標(biāo)準(zhǔn)模型公式，結(jié)合某城市的經(jīng)過(guò)調(diào)校后的密集市區(qū)、普通市區(qū)和郊區(qū)農(nóng)村傳播模型，得到TETRA集群基站的典型鏈路預(yù)算結(jié)果如表2所示。要指出的是，表2中的分析針對(duì)的是800MHz TETRA系統(tǒng)，對(duì)350MHz或其它頻段的TETRA系統(tǒng)，分析方法一致，主要區(qū)別在于傳播模型參數(shù)的取值。
 4 TETRA容量規(guī)劃 進(jìn)行容量規(guī)劃之前，首先需明確網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)模型。數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)主要有調(diào)度、電話和數(shù)據(jù)傳輸三種功能，各自所占比例不同，用戶忙時(shí)話務(wù)量差別很大。參考國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料和國(guó)內(nèi)已建數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，取定話務(wù)模型如下： ◆用戶分配比例：調(diào)度呼叫90%;電話呼叫5%;數(shù)據(jù)呼叫5%。 ◆調(diào)度用戶忙時(shí)話務(wù)量：0.01Erl/戶。 ◆電話互聯(lián)忙時(shí)話務(wù)量：0.02Erl/戶。 ◆數(shù)據(jù)用戶忙時(shí)話務(wù)量：0.04Erl/戶。 ◆綜合取定每用戶忙時(shí)平均話務(wù)量為0.012Erl/戶。 ◆集群用戶忙時(shí)排隊(duì)概率：≤5%. 容量規(guī)劃一般在用戶預(yù)測(cè)與用戶分布分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行，具體步驟為：首先根據(jù)用戶總數(shù)和各類區(qū)域的話務(wù)分布，得到各區(qū)域的話務(wù)量;然后結(jié)合區(qū)域內(nèi)的基站數(shù)量和各基站的覆蓋范圍，估算出各基站需要承載的話務(wù)量，并根據(jù)話務(wù)熱點(diǎn)進(jìn)行權(quán)衡調(diào)整;最后根據(jù)用戶需要的服務(wù)等級(jí)，并考慮一定的冗余，查詢Erlang C表得到承載相應(yīng)話務(wù)量時(shí)各基站的載波配置。 TETRA容量規(guī)劃的流程如圖1所示：
圖1 TETRA容量規(guī)劃流程圖 TETRA集群基站支持1～8載波配置，每個(gè)載波有4個(gè)時(shí)隙(信道)，其中第一個(gè)載波的第一個(gè)信道為主控信道。 按上述取定的話務(wù)模型，查Erlang C表得到不同載波配置的TETRA基站容量，如表3所示：
根據(jù)上述容量表，按照?qǐng)D1的容量規(guī)劃流程，即可計(jì)算出各基站的載波配置信息。 5 TETRA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實(shí)例 圖2為某城市的中心市區(qū)，屬于高密集市區(qū)傳播環(huán)境，人口密集，且有火車站、重要體育場(chǎng)及武警等場(chǎng)所或機(jī)關(guān)，為該城市TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)最重要的保障區(qū)域之一。 根據(jù)前面的鏈路預(yù)算及覆蓋規(guī)劃，該區(qū)域集群基站的覆蓋半徑為1.5km、站間距為2.6km左右。以此為基礎(chǔ)，得到該區(qū)域集群基站的理想規(guī)劃位置。在選點(diǎn)階段，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)樓宇的實(shí)際情況以及物業(yè)情況等，部分站點(diǎn)在允許的搜索半徑內(nèi)對(duì)規(guī)劃的位置進(jìn)行了調(diào)整，圖2為調(diào)整后的實(shí)際站點(diǎn)位置圖。
圖2 某城市中心市區(qū)集群基站布點(diǎn)圖 根據(jù)前期相關(guān)調(diào)研結(jié)果，該區(qū)域每平方公里的數(shù)字集群用戶數(shù)為120～160戶左右�；靖采w半徑按1.5km考慮，各基站按理想蜂窩計(jì)算得到的覆蓋面積為5.8km.各基站覆蓋范圍的集群用戶數(shù)為160*5.8=928戶。若基站容量按照20%的冗余，各基站需支持的用戶數(shù)為928*1.2=1114戶。根據(jù)前述的集群話務(wù)模型及基站容量表，該區(qū)域基站的典型配置為6載波。另外，考慮到D基站靠近大型體育場(chǎng)，比賽期間有大量的安保、競(jìng)賽組織集群用戶;F基站靠近火車站，在重要活動(dòng)期間同樣集群用戶密集，這兩個(gè)站點(diǎn)調(diào)整至8載波。也即該區(qū)域范圍內(nèi)：A、B、C、E、G基站按規(guī)劃計(jì)算的6載波配置;D、F基站根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整為8載波配置。 綜上，實(shí)際進(jìn)行TETRA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，站點(diǎn)位置、基站配置均要在理想規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)部分站點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 6 結(jié)束語(yǔ) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一。采取合理、科學(xué)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法，將為建設(shè)高質(zhì)量、低成本TETRA集群網(wǎng)絡(luò)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1]ETSI EN 300 392-1. Terrestrial Trunked Radio(TETRA);Voice plus Data(V+D);Part 1:General Network Design[S]. 2003. [2]ETSI EN 300 392-2. Terrestrial Trunked Radio(TETRA);Voice plus Data(V+D);Part 2:Air Interface(AI) [S]. 1998. [3]鄭祖輝,陸錦華,鄭嵐. 數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)(第2版)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2005. (中國(guó)集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮) |
