海面信号覆盖

关键词： 海面 覆盖 信号 无线

海面信号覆盖（精选三篇）

海面信号覆盖 篇1

关键词：海面覆盖,地球曲率半径TA,传播衰耗,扩展小区技术

1 概述

上海市位于太平洋西岸,亚洲大陆东沿,长江三角洲的东缘,中国南北海岸中心点,黄金水道长江的入海口。

上海全市总面积6340.5km2,其中陆地面积6218.65km2,水面面积为121.85km2,海岸线长172km。

进入21世纪后,上海市沿海设施的建设进入了新阶段。现在,172km的海岸线遍布鱼虾等海产品的养殖区、渔船作业区、国内国际客货轮航线、深水航道和深水港等沿海设施,从芦潮港通往大小洋山深水港的跨海大桥也在修建中。这些沿海设施和沿海项目的建设已经为本市创造了巨大的经济价值,并将为本市的经济建设作出更大的贡献。由于这些区域内移动用户存在通话的需求,同时移动通信网也需要在一定程度上达到无缝覆盖,因此,本市沿海区域无线通信网覆盖建设刻不容缓。

2 研究方法

(1)通过对视距传播距离的研究,得出距离、高度、等效地球因子相互之间的关系,并通过多次海面无线信号覆盖测试,得出本市K值范围。

(2)通过对海面无线信号传播的分析,得出海面无线信号传播损耗的数学模型框架。

(3)通过频率规划工作站对海面无线信号实测数据的计算和分析,模拟还原出海面无线信号传播损耗的数学模型中的可调系数,为本市海面无线信号覆盖建立数学模型。

(4)根据海面无线信号覆盖建立数学模型,使海面无线信号覆盖电平强度可以预测,并据此对上海海面无线信号覆盖提出合理建议。

3 海面无线信号覆盖

3.1 传播距离

由于受到地球曲率半径的限制,我们将无线信号的水平传播距离定义为BTS天线与手机天线之间的距离,也可称之为可视距离。我们通常选取下式为无线信号传播距离公式:

K为地球等效因子,一般在1.1～1.33范围之内,这必须基于不同季节、不同天气的实测,取平均值,或者我们也可以保守地取一个较小地值。H1为天线挂高,H2为手机天线高度。

我们通过多次海面无线信号接受电平测试对该公式进行验证。在被测试基站调整以前,该站天线挂高51m,手机在距该基站约25km处已不能通话。然而,在该基站调整后,基站天线挂高调整至67m,手机在距该站约39.3km处,信号电平在-95dBm左右,仍可进行通话。由此可见,实际传播距离和视距传播公式是基本相符的。同时通过多次测试,我们发现K、H1、H2的取值直接影响了无线信号的传播距离,且本市的K值在1.2～1.3之间。

3.2 传播公式

无线信号在空间的传播损耗也是一个很重要的问题。这是一种多路径衰耗,它不仅与载频频率、传播距离有关,而且还与传播地形和地貌有关。实际无线信号在海面传播过程中的损耗还与海面对信号的吸收、反射、绕射和水面物体等产生的传输损耗有关。我们可以简单地认为海面是相对平坦,存在反射但不存在折射。那么,在手机接收天线处的场强含有一个直达波和一个反射波。反射波按入射线、反射面法线和反射角等于入射角的反射线方向传播,即:

其中E1为直达波,E2为反射波,从而我们可以推倒出经典的传播损耗公式:

该公式的数学模型可等效为:

我们把K1、K2、K3、K5、KC作为可调系数,根据实测均值来替代。这样就可取得海面无线信号传播损耗的数学模型。

3.3 海面无线信号传播的数学模型

由于无线传播非常复杂,我们在测试中,采用锁定某一基站频点,使用TEMS、接收机和规划工具TORNADO,接收信号并分析处理,对比覆盖预测和实际路测数据,调整相关参数,从而得到针对上海的海面传播模型。具体步骤如下:

(1)锁定基站频点,关闭功控、跳频功能。

(2)使用TEMS、接收机进行海面无线信号测试,记录LOG文件。

(3)输出,变换文件格式为TORNADO所需形式。

(4)TORNADO采用HATA模型,配合海面数字地图进行覆盖预测。

(5)对比HATA模型预测值与实际测试值二者间的差别,调整K1、K2、K3、K5参数值。

被测试基站位于海边,经改造后,机柜顶输出功率60W,7/8英寸馈线长70m(加跳线、接头损耗约3dB,合路器损耗约8.4dB)。该基站天线海拔高度67m,采用65°度定向天线K730376,增益18.5dBi,倾角为2°,对着大海的扇区方位角为130°。测试手机位于测试船驾驶舱内,除驾驶舱玻璃外基站天线信号可以直达手机,手机海拔高度3m,沿基站天线主瓣方向行驶(可忽略天线波瓣对辐射的影响)。通过对该站进行实测,我们由TORNADO运算、调整后得到的传播模型为:

其中,数字地图精度20m,手机频率为955.000MHz。

图1展示了预测覆盖值和TEMS实际路测接收电平值二者间的平均误差和标准偏差。由图上可以看到,二者平均误差约为2dB,标准偏差为1dB,收敛性很好。

综上所述,TORNADO可以模拟较为简单的近海海面的无线传播情况,且由TORNADO调试出的近海海面无线传播模型与实际海面无线传播情况基本相符。

4 相关功能

4.1 la rge ce ll功能

众所周知,在GSM制式中,理论上信号传递的最远距离大致认为是35km。这一结果实际上是因为受时间提前量(Timing Advance)的限制。若在这个限制条件上有一定程度的突破,则信号传递将可远于35km。

4.1.1 时间提前量的限制

由于移动电话在空中的接口采用了TDMA技术,即手机必须在指定给它的时隙内发送和接受基站信号,在其他时间里必须保持安静,否则它就会干扰本载频上其他时隙的手机用户收发通信。因为手机用户存在很大的移动的可能性,所以我们就必须考虑手机和基站收发信号的时延问题。

对于这种情况,GSM系统有两种方法来解决这个问题:

(1)增加信号的保护时间,即在脉冲序列后部加入保护间隔GP(8.25bit,约30μs)。

(2)通过管理有关路径时延的时间提前量TA来进行补偿。

基站可以在手机发送信号期间检测信号到达基站的时间,并由基站向手机发送指令,随着手机离开基站的距离越来越远,逐步要求手机提前发送信号的时间,以保证手机在原先指定的时隙内发送信号,不对其他时隙产生干扰。

BTS通过测量手机发射的突发脉冲(BURST)来推算手机应使用的TA值。手机的突发脉冲可分为四种,如图2所示(1bit周期=3.69μs):

NB(常规突发脉冲):用于TCH和控制信道(除RACH,SACCH,FACCH外)。

FB(频率校正突发脉冲):用于手机频率同步。

SB(同步突发脉冲):用于手机定时频率同步。

AB(接入突发脉冲):用于手机随机接入。

而手机与基站之间保持通信将受到RACH和SDCCH/TCH信道的限制。如图3所示。

I:基站在T0时隙的BCCH/CCCH信道发送广播及寻呼信息。

II:移动台接受到时,时间延迟了(D/300000km)s

III:移动台发送RACH,包含了68.25bit的保护区间。

IV:基站接受到RACH,这须保证RACH不会落在下一个时隙T1,而RACH的时长是一定的,所以T0起始的时刻到接受RACH的起始时刻之间的时长Ts=68.25×(48/13)=252μs就是可容忍的最大时间延迟。

(a)RACH信道的限制

如图3所示,当手机在随机接入时使用RACH信道,RACH信道采用AB突发结构。AB突发脉冲的保护位为68.25bit。因此,允许手机的最大通信距离为:

68.25×(48/13)×3×108/2=37.8×103m。

(b)SDCCH/TCH信道的限制

同样,当手机使用SDCCH或TCH信道时,SD-CCH或TCH信道使用NB突发结构。NB突发脉冲的保护比特为8.25bit。GSM系统空中接口允许最大的TA为63。因此,允许手机的最大通信距离为:

(63+8.25)×(48/13)×3×108/2=39.5×103m。

因此,基站与手机之间允许的最大通信距离为:

Min(37.8×103,39.5×103)=37.8×103m

4.1.2 large cell功能中的TA

由此看来,服务半径35km可以得到满足,但大于35km的区域,信号的时延可能超出GSM系统的规定范围,所以必须采用新的无线技术—“扩展小区”技术来解决这个问题。所谓扩展小区是指将覆盖小区分为内小区和外小区,内小区管理近距离用户,外小区管理远距离用户。即当手机与基站通信距离超过35km时,通信将被切换至外小区,分配2个时隙来让其进行通信。

其次,使BTS能够接受两个连续时隙里的脉冲信号窗。此时,手机与基站的通信距离也将受到RACH和SDCCH/TCH的限制。

(1)RACH信道的限制

手机在随机接入时使用RACH信道,AB突发脉冲的保护位为68.25bit,扩展小区技术使下一时隙也用作RACH,因此其保护位为68.25+156.25,即最大通信距离为(68.25+156.25)×(48/13)×3×108/2=124km。

(2)SDCCH/TCH信道的限制

同样,手机与基站通信时,原时间提前量最大值为63bit,使用扩展小区技术后使下一时隙也用作时间提前量,即时间提前量为63+156.25bit,最大通信距离为(63+156.25)×(48/13)×3×108/2=121km。

这样,当手机在大于35km区域通信时,其时延限制的最大传播距离也就是Min(124,121)=121km。但由于地球曲率半径限制、无线传播损耗等问题,实际的覆盖半径无法达到121km。

4.2 切换功能

由于TA最大只有63bit,当时间偏移超过63bit时,在扩展小区中引入了新的参数Timing Offset来表示:

扩展小区对超过35km的手机使用双时隙,所以必定引入一种新的切换,即通话在单时隙和双时隙之间切换,TA和TO在这里起着重要作用,见表1。

同时,存在3种有关距离的切换,如图4所示。

(a)切换到另一小区

当通话分配在双时隙,当Timing Offset超过某一设定值时,通话将切到另一小区。

(b)从单时隙到双时隙的小区内切换

当通话分配在内小区单时隙,Timing Advance超过某一设定值时,通话将切到外小区的双时隙。

(c)从双时隙到单时隙的小区内切换

当通话分配在双时隙,MS在移动时满足

Timing Offset=0

MS Timing Advance

Margin:为防止反复切换所设的门限

则通话将从外小区双时隙切到内小区的单时隙。

4.3 跳频功能

扩展小区应该既可进行基带跳频也可进行综合跳频。图5是有4个载频的小区,其中F0的T0与T1时隙不跳频,因为T0发送BCCH,且在定义跳频时必须以2个时隙为单位定义。其中x1,x2,x3,y1,y2,y3,u1,u2,u3,v1,v2,v3均是独立的时隙。

通过跳频可以产生一定的跳频增益,并产生较好的抗衰弱性。

5 上下行功率平衡

DL:Pinms=Poutbts-Ldupl-Lf+j+Gant-Lslant-Lpath

UL:Pinbts=Poutms-Lpath+Gant+Gdiv-Lf+j-Ldupl

上式为上下行输入功率表达式,我们可以大致了解无线信号在传播中的相关损耗。我们假设上下行功率平衡,即

将上图中DL式与UL式相减,值为△sens,可得:

式(2)中的Poutbts即为上下行功率平衡时,基站的机顶输出功率。

我们将基站收发信参考点取在基站机柜与馈线连接处,如果上下行功率平衡,根据式(2)可得:

式中,Poutbts(ref)为基站收发信参考点的输入、输出功率;Poutms为手机的最大输出功率;Gdiv为天线分集增益(通常3.5dB);Lslant为使用极化天线产生的下行传播损耗,若沿天线主瓣方向行驶可不考虑该损耗;△sens为手机接收灵敏度(-102dB)与基站接收灵敏度(-116dB)之差的绝对值,根据目前设备情况△sens为14。

如果基站最大输出功率高于根据式(3)算出的达到上下行平衡时的基站输出功率,即Poutbtsmax>Poutbts(ref),说明上下行功率不平衡,其中上行链路信号很弱,应该借助搭顶放大器提高上行链路信号质量。

我们在实际测试中测得:

Poutbts(ref)=33+3.5+14=50.5,

而Poutbtsmax=47.8,

则Poutbts(ref)>Poutbtsmax,说明上行信号功率足够强,且上下行信号功率是平衡的,不须安装搭顶放大器。

6 容量设置

(1)MS>35km,占用2 TS。这时可满足的最大远距用户数,取决于启用扩展小区功能的时隙数。

(2)MS<35km,占用1 TS。这时首先占用未启用扩展小区功能的时隙,如仍不够,占用启用扩展小区功能的时隙。

综上所述,我们可建立以下扩展小区功能的时隙配置原则:

(1)如该小区无线容量充足,可开启全部TRX的扩展小区功能,每个TRX开启2组双时隙,并根据运行情况增减双时隙数量。

(2)如该小区话务量较高,可开启部分TRX的扩展小区功能,但须优先满足近距(高通话质量)用户需求。

(3)容量预测标准:按近距、远距两类用户进行配置。

等效话务量=1×近距话务量+2×远距话务量

7 海面覆盖基站建设原则

通过对海面无线信号传播的研究,我们了解了基站和手机天线高度对无线信号传播的影响,得到了本市近海的海面无线信号传播模型。在可基本预测海面无线信号强度的基础上,我们建议:

(1)对本市近海的基站面海小区因地制宜地进行改造。

(2)力求近海的基站面海小区无线连续覆盖(根据投资不同,覆盖距离不同,但覆盖区内建立连续无缝的高质量覆盖)。

8 总结

(1)海面覆盖基站新建和改造投资巨大(70m落地铁塔约需100万元/座)。

(2)收效好(经济和企业形象)。

(3)适应上海规划的发展方向(东海大桥、洋山深水港)。

参考文献

[1]何稀才.数字移动通信技术及应用.北京:机械工业出版社,2002

[2]汪衣冰,龚永平.GSM数字移动通信网.北京:人民邮电出版社,1996

信号覆盖故障处理 篇2

直放站及室内分布系统信号覆盖故障现象、产生原因及处理方

法

目录

一、无信号

二、覆盖区信号质差

三、上行干扰

四、掉话

五、有信号却不能打电话

一、无信号

故障现象：信号场强低于通话要求（要求：室内≥-90dBm,室外≥-85dBm）造成移动手机用户无法正常通话。分为覆盖区无信号和非覆盖区无信号。

产生原因及相应处理方法：

（一）、覆盖区无信号

1、直放站不工作（如停电、设备硬件故障），导致无信号输出。可通过直放站监控中心（当前移动直放站监控中心联系电话：***，罗鑫。厂家监控中心联系电话另附）远程查询设备的运行情况，包括状态信息和参数信息中的下行输入、输出功率电平值等。若查实为直放站设备故障所致，请致电各设备厂家协助处理。

2、直放站设备增益不足，导致输出信号变弱。当前直放站设备下行输入功率电平值（由监控中心可查询到）较站点开通时下行输入功率电平值（可查设计或竣工文件）无较大变化（±5dB内）；当前直放站设备下行输出功率电平值（由监控中心可查询到）较站点开通时下行输出功率电平值（可查设计或竣工文件）变化较大（±5dB以上）。可判断为直放站设备增益下降，可通过降低直放站设备的下行衰减值来增大输出功率电平值。否则请致电相应设备厂家更换设备模块。准确

京信通信系统（广州）有限公司广东分公司 的测量方法要用到频谱仪，此处不作讲解。附：一般情况下直放站主机的下行输入功率电平值为-45dBm~-60dBm,根据不同的主机和不同覆盖要求，下行输出功率电平值为10dBm~48dBm不等。干放的下行输入功率电平值为-10dBm~10dBm,根据不同的干机和不同覆盖要求，下行输出功率电平值为10dBm~48dBm不等。

3、信源小区调整。如扩容、频率改变、基站天线方向及下倾角。基站小区的天线调整直接影响该小区内的直放站接收信号。表现为：施主天线处信号变弱或变强、施天线处通话质差等。处理方法为：调整施主天线方向或位置、增主机输入端增加衰减器等。扩容和改频较易发现，一为比较前次测试数据，二为咨询基站监控中心（24小时值班电话：***）。受影响较大的设备为选频直放站和移频直放站。取得相应数据后致电直放站监控中心作相应修改即可。若设备已不符合新的电磁环境要求，请致电设备厂家。

4、天馈系统故障，导致部份甚至所有覆盖区无信号。检查方法为：

一、目测，察看外露部份的天馈系统有无弯曲变形或断裂、接头是否松动、器件是否有进水或损坏现象。

（二）、非覆盖区无信号

经查实为非覆盖区无信号，请提次申请，作天线调整或增加覆盖。（注：原为覆盖区，但由于新建筑物的遮挡，导致无信号，处理方法同此）

二、覆盖区信号质差

故障现象：覆盖区移动手机信号场强正常，但通话不清晰或无法打电话，CQT测试显示通话质量等级高、单通、上线困难、掉线等。测试方法：直放站主机停机测试：在施主天线的位置进行测试。

1、如果测试结果合格（95%以上3级以下干扰），证明故障原因由后级引起(设备原因导致质差)。查主机模块、干放、测试VSWR等。

2、如果测试结果不合格，那么是前级引起（即信源质差）：观察比较TA值，（TA值≤2，郊区可适当放宽）调整施主天线的方向或位置

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重新选择施主小区；停闭施主小区的跳频观察质差的频率，提议网优修改相应的频率。

产生原因及相应处理方法：

1、信源小区调整。其测试和处理方法同上。（较常出现，须重视）

2、设备的上下行增益不平衡。此类故障表现为上线困难、掉线、单通较多。具体表现为：

一、上行信号过强，天线底下手机上线困难，远处上线正常。

二、上行信号过弱，覆盖区边沿处上线困难、掉线。处理方法为现场通知监控中心作相应调整并测试。通过调整上行衰减值仍无未能改善，估计上行模块有故障，请通知相应厂家处理。

3、同邻频干扰。表现为通话质差严重、切换频繁甚至电话无法拨出去。测试和比较相邻小区，找出相同或相邻频点（关掉基站跳频，用TCH测试查出受干扰的频率），配合网优修改适用频点，作改后测试。若是选频直放站或移频直放站，需同步修改频点。

4、小区相邻关系：邻区关系直接影响进出覆盖区切换。常见现象，如进出电梯时通话断线、单通、信号场强快速下降等。遇到这种情况，须咨询网优人员，由他们提供处理方案，或者增加天线过渡。

5、饱和或自激。表现为覆盖区信号很强，但通知有强烈的杂音或声音严重变调。处理方法为降低主机增益，增加隔离度（如移动施主天线增加施主天线和用户天线间的距离，借助建筑物遮挡或增加隔离网等）。

6、模块故障。判断现象为施主小区信号正常，但覆盖区信号通话过程中，占用一个或若干TCH时信号强度下降幅度较大。断定为模块故障后通知直放站厂家前往检测和维修。

7、高层通话质差。由于楼层高，电磁环境中的信号频率变得更加复杂，很可能受到

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不同方向的多个小区的频率干扰，通话质量得不到保障。解决办法分两类站点： 1）、微蜂窝信号源：

拼场强：在质差的区域增加天线。

关跳频判断受干扰的频率，修改微蜂窝受干扰的频率。2）、直放站信号源：

拼场强：在质差的区域增加天线。

关施主小区跳频判断受干扰的频率，修改施主受干扰的频率。

三、上行干扰

故障现象：BSC统计中的RLCRP指令的ICMB测试结果。一般为2—5级干扰而且20%以上的TUR受干扰。产生原因及相应处理方法：

1、设备下行输入功率电平值过强。下行输入功率电平值超过设备所允许的范围，会导致信号波形畸变，造成对基站的干扰。处理方法为增加衰减器、调整施主天线或更换相关器件等。

2、设备上行输出底噪声过强。简单的计算公式为：

上行输出噪声电平值≤-120dBm+基站输出功率电平值-直放站下行接收功率电平值

若超出范围，调整设备上行衰减值即可。同一个小区带有多个直放站出现干扰的情况较难处理，必须更改部份站点的信源小区。如改为光纤直放站或移频直放站等。

3、移频或光纤设备覆盖区与基站天线覆盖区有重叠。由于移频直放站和光纤直放站（主要是光纤路由走得太长的光纤直放站）放大后的信号时延与基站天线过来的信号TA值差值较大，两个不同TA值的相同信号，相互干扰，对基站影响比较

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大。在建站或调整天线时候必须注意。

四、掉话

故障现象：分为覆盖区掉话和进出覆盖区进掉话。

1、覆盖区域可以正常呼叫，但进出覆盖区时发生掉话。1）、相邻关系没做。配合网优做好相邻关系。2）、如果已经有相邻关系，调整切换参数。

3）、调整切换参数还是不成功，在覆盖边缘区域增加覆盖天线。

2、覆盖区域掉话：

1）、主机饱和自激，更换器件。2）、弱信号掉话，增加天线。

3）、覆盖边缘掉话，调整主机（含干放）增益。

五、有信号却不能打电话

1、上下行不平衡引起： 确定覆盖系统是否有干放：

如果没有，直接查看主机的增益设置值是否合理

如果有，分清直接由主机负责覆盖的区域和由干放覆盖的区域，分析故障区域，判断是否由干放引起，如是，还要修改干放的增益设计

2、外部系统干扰：

其他运营商使用的频率太接近或其互调产物的干扰 外部系统的干扰：例如附近有高温烧焊等等

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信号全覆盖玩转WDS 篇3

提升无线信号覆盖范围的WDS

在面积较大的家庭或办公环境（如别墅、写字间等），路由器无线覆盖范围有限，部分区域信号较弱到或存在信号盲点。无线桥接（WDS）功能可以将无线网络通过无线进行扩展，只需简单设置即可实现无线扩展、漫游的需求（如图1）。简单来讲，WDS就是可以让无线AP或者无线路由器之间通过无线进行桥接（中继），而在中继的过程中并不影响其无线设备覆盖效果的功能。当前不少路由器都加入了5G信号，于是，可分为2.4GHz和5GHz两种分别实现WDS应用。

2.4GHz设置步骤

首先我们需要确认主路由器的无线信号名称、无线加密方式、无线密码以及无线信道，笔者使用以下参数如图2。无线桥接（WDS）的主要操作均在副路由器上完成，只需固定主路由器的无线信道。

接下来进行副路由器的设置。登录到副路由器的管理界面，点击无线设置2.4GHz/无线基本设置，修改“SSID号”与主路由器相同，勾选“开启WDS”点击“扫描”（如图3）。 在扫描页面中找到主路由器的SSID，点击“连接”（如图4）。 如果扫描不到主路由器的信号，确认主路由器开启无线功能，且尝试减小主、副路由器之间的距离。

“密钥类型”选择主路由器的加密方式，在“密钥”位置输入主路由器的无线密码，输入完成后点击保存。无需重启路由器，继续下一步设置（如图5）。 副路由器同样需要设置无线密码，点击无线设置2.4GHz/无线安全设置，选中“WPA-PSK/WPA2-PSK”，在“无线密码”中设置与主路由器相同的无线密码，点击“保存”（如图6）。系统提示“您已经更改了无线设置，重启后生效”，点击重启，等待重启完成。副路由器的SSID、无线密码可与主路由器不同，如果需要实现漫游，则必须与主路由器相同。

完成以上设置后，打开浏览器，重新登录到副路由器的管理界面。点击“运行状态”，观察无线状态2.4GHz/WDS状态，显示成功则表示WDS桥接设置成功（如图7）。至此无线桥接（WDS）设置完成，无线终端连接zhangsan，有线电脑连接主、副路由器的LAN口即可上网。终端移动过程中，可以实现主、副路由器间的自动漫游。无线桥接（WDS）设置完成后，副路由器只需通电即可，无需其他设置。

5GHz设置步骤