通信工程中無線區(qū)設(shè)計(jì)探析

1、通信工程中無線區(qū)設(shè)計(jì)探析摘要：移動通信系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的工程，涉及范圍較廣， 因此在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要全面考慮，妥善解決，才能充分發(fā)揮 系統(tǒng)的作用，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。本文主要對通信工程中的 無線區(qū)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，以供借鑒參考。關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)；無線區(qū)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)abstract： the mobile communication system is a complex project, which involves a wide range, so do the system design in to overall consideration and properly solve, to bri

2、ng into full play the role of the system, and to better service for production. this paper focuses on the wireless communication engineering design of the system are discussed for reference.keywords： communication system； wireless area； system design中圖分類號：n945. 23文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a文章編號：前言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活及生產(chǎn)離不

3、開網(wǎng) 絡(luò)，移動通信的出現(xiàn)是人們生活品質(zhì)提高的前提及特征。其 通信系統(tǒng)的如圖1所示：圖1移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成圖中msc為移動電話中心，bs為基地臺,ms為移動臺 （用戶），基地臺向移動臺及移動電話中心提供雙向通道?；?地臺和移動臺之間以無線形式傳輸，基地臺作用的范圍稱 為無線區(qū)。它們構(gòu)成的雙向通道中，移動臺發(fā)射、基地臺接 收的鏈路稱為上行線；基地臺的發(fā)射、移動接收的鏈路稱 為下行線。由于基地臺的發(fā)射機(jī)輸出功率大，移動臺發(fā)射功 率小，必須采用平衡措施來平衡它們之間的發(fā)射功率才能 完成雙向通信。一、質(zhì)量指標(biāo)確定在移動通信中，除信號的損耗與衰落之外，還存在有 大量的噪聲與干擾。由于移動臺的流動性帶來了移

4、動臺分布 密度的隨機(jī)性，噪聲與干擾有時(shí)比有用信號電平高出幾十 分貝之多，不僅會使通信質(zhì)量降低，而且還可能造成通信 中斷，在無線區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予足夠的重視?？紤]話音質(zhì)量等 級的主要指標(biāo)有：接收機(jī)可用靈敏度、衰落和噪聲引起的 惡化量及無線通信概率指標(biāo)需要的系統(tǒng)余量。（1）接收機(jī)可用靈敏度pmin它表示在僅是接收機(jī)內(nèi)部噪聲的情況下，為達(dá)到規(guī)定 的話音質(zhì)量指標(biāo)所必需的接收機(jī)輸人端信號功率的最低值, 單位dbm。分為基地臺可用靈敏度只psrmin和移動臺可用 靈敏度pmino工程上規(guī)定以滿足接收機(jī)音頻輸出信納比為12db時(shí)的輸人信號電平(可用靈敏度)作為設(shè)計(jì)指標(biāo)。(2) 快衰落和人為噪聲引起的惡化量dn在

5、移動通信中存在著多徑傳播效應(yīng)及人為噪聲，為達(dá) 到只有接收機(jī)內(nèi)部噪聲條件下的同樣話音質(zhì)量，必須增加 接收信號的電平。多徑傳播對快速運(yùn)動著的移動臺會引起信號的快衰落, 這種快衰落的信號聽起來好像是聲音顫動。對于靜止的和緩 慢移動的移動臺，多徑傳播在無線區(qū)內(nèi)造成一些信號很低 的“小洞”，對低功率的手持機(jī)，這種“小洞”會使得話音 聽起來很嘈雜。以上兩種情況對移動臺造成的影響都會引起 噪聲的增加，但各自的惡化量不同?？梢砸罁?jù)不同的話音質(zhì) 量等級分別得到移動臺需要的惡量dnms、和基地臺需要的惡 化量dnms(可在移動臺靜止或行進(jìn)中進(jìn)行折衷考慮)，單位 db。(3) 滿足通信概率指標(biāo)需要的系統(tǒng)余量dl通信

6、概率是指移動用戶在服務(wù)區(qū)范圍內(nèi)從中心到邊緣 的任何地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)符合話音質(zhì)量等級要求的通話成功概率, 一般以邊緣通信概率為依據(jù)。移動通信的無線信號隨位置和 時(shí)間呈對數(shù)正態(tài)分布，它們接收信號中值的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別 用&oacute；l和&oacute； 1表示，合成標(biāo)志偏差。一般 &oacute；t較小可忽略不計(jì)，所以&oacute；t=&oacute； 1 o因 此系統(tǒng)余量可以用下式表示：dl=k (l) x&oacute:l(db)&#8226；&w8226；&#8226；&#8226； &#8226； &

7、#8226； (1)式中k(l)表示與通信概率有關(guān)的系統(tǒng)余量系數(shù)，如表1 所示。l表示無線區(qū)邊緣的通信概率。&oacute； l值可按下式計(jì)算：對于市區(qū)及林區(qū)&oacute；l= 4. 9 2 + 0. 0 2 (logf)4. 08 表1余量系數(shù)k (l)值式中f為計(jì)算頻率(mhz), x為計(jì)算波長(m) , ah為地 形不規(guī)則度(m) o二、設(shè)計(jì)方程設(shè)計(jì)無線區(qū)就是要找出自基地站向各個(gè)輻射方向上與 基地站相距一定的點(diǎn)，并計(jì)算在該點(diǎn)上接收信號的功率大 于或等于最低可用信號功率；或者移動臺在該點(diǎn)發(fā)射時(shí), 到達(dá)基地站天線處基地站接收的信號功率大于或等于最低 可用信號功率。為保證雙向

8、的通信距離、話音質(zhì)量及上、下 行通信概率相等，必須設(shè)法使上行、下行的系統(tǒng)余量相等。設(shè)基地站和移動臺設(shè)備有關(guān)參數(shù)的符號如下：基地站天線增益gba(db),基地站饋線附加損耗 lbad(db),基地站發(fā)射機(jī)輸出功率g b t ( d bm )。移動 臺天線增益gbt(dbm) o移動臺饋線附加損耗l mad(db),移 動臺發(fā)射機(jī)輸出功率gbt (dbm) o為表示設(shè)計(jì)方程式，約定以下含義符號:sgd表示下行 線系統(tǒng)增益(db), sld表示下行系統(tǒng)損耗(db), sgu表示上行 系統(tǒng)增益(db), slu表示上行系統(tǒng)損耗(db), lmd表示下行空 間路徑損耗(db), lmu表示上行空間路徑損

9、耗(db),凡表示 系統(tǒng)增益(db),sl表示系統(tǒng)損耗(db) o則設(shè)計(jì)方程可寫成為：從式式中可以求出lmu和lmd,若lmd二lmu,不用 調(diào)整；若lmd不等于lmu,則應(yīng)作調(diào)整，調(diào)數(shù)量，則上下行 的最后損耗中值為：la=lmu (lmd) 土厶 l&#8226； &#8226； &#8226；三、無線區(qū)半徑的確定無線電波的損耗是由工作頻段、天線高度、人為環(huán)境和 自然環(huán)境造成的。通常以奧村電波傳播模型lm為基礎(chǔ)進(jìn)行 計(jì)算。適用的條件是頻率在1501, 500mhz,移動臺天線高 度為110m,基地站臺天線高度為30200 m ,無線區(qū)半 徑d為1200m,適用環(huán)境是準(zhǔn)

10、平坦地形、建筑物平均高度 大于15m的城市。如果說實(shí)際環(huán)境不符合上述環(huán)境條件，則應(yīng)加上各種 地形地區(qū)的修正因子，任意地形地區(qū)的傳播損耗中值為：l'a=lm-kt &#8226； &#8226； &#8226；式中l(wèi)m為中等伏地市區(qū)傳播損耗中值(db) ,kt為各種 地形地區(qū)修正因子的代數(shù)和(db)。lm=69. 55+26. 16logf-13. 82loghta ( hm )+(44.9-6. 55loghb) logd (db)式中f工作頻段(mhz) ；hb為基地站天線有效高度(m), hm為移動臺天線有效高度(m), d為無線區(qū)半徑(km), a(hm) 為移動臺天線函數(shù)計(jì)算式(db)。在中小城市 a(hm)=l. lllogf-0. 7hm- 1. 56 logf0. 8 (db)在大城市，fw200mh：時(shí)，a (hm) - 8. 2 9 log (1.54 hm )2 - 1. l(db)fm40 omh：時(shí)，a( hm) = 3. 2 (log (11. 7 5 hm) 2-4.