450MHz/800MHz CDMA網(wǎng)絡(luò)融合分析

中國(guó)電信目前運(yùn)營(yíng)有兩張基于cdma2000的網(wǎng)絡(luò)，即450MHzCDMA致富通無線接入網(wǎng)絡(luò)和800MHzCDMA網(wǎng)絡(luò)，兩張網(wǎng)絡(luò)的覆蓋既有重疊覆蓋的區(qū)域，也有獨(dú)立覆蓋的區(qū)域，可以預(yù)見的是，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，兩張網(wǎng)絡(luò)將會(huì)共存下去，但今后兩網(wǎng)如何共存，以何種方式共同發(fā)展，以及兩網(wǎng)是否有融合的可能都是中國(guó)電信面臨的問題。

450MHz/800MHz單基站覆蓋情況對(duì)比

假定在同等條件下，450MHz和800MHz兩種頻率的網(wǎng)絡(luò)在不同地形環(huán)境（包括密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、高速公路），進(jìn)行前反向鏈路預(yù)算對(duì)比。

1.鏈路預(yù)算

鏈路預(yù)算是用于確定某一給定無線鏈路的最大允許路徑損耗。一定傳播環(huán)境下，小區(qū)的覆蓋范圍大小直接取決于收發(fā)端之間所允許的最大路徑損耗。

鏈路預(yù)算中的最大允許路徑損耗可大致用下列公式定性表示：

最大允許路徑損耗＝發(fā)射功率－接收機(jī)靈敏度－裕量-其它

簡(jiǎn)單歸結(jié)為五部分：發(fā)射端、接收端、最大允許路徑損耗、裕量和其它。

(1）發(fā)射功率主要是指天線的有效發(fā)射功率，可以是EIRP（有效全向發(fā)射功率）也可以是ERP（有效發(fā)射功率）。公式分別表示如下：

EIRP=發(fā)射功率（dBm）+發(fā)射天線增益（dBi）-饋線損耗（dB）-人體損耗（dB）-跳線損耗(dB)-其他損耗估計(jì)（dB）

(2）接收機(jī)靈敏度(Prec)數(shù)據(jù)速率和最壞的信道條件下在天線接收端要求的最小信號(hào)水平。公式表示如下：

Eb/No=Prec/(數(shù)據(jù)速率×熱噪聲功率譜密度)

由上式可得到用dBm表示的接收機(jī)靈敏度：

Prec(dBm)=熱噪聲功率譜密度（dBm/Hz）+(Eb/No)req(dB)+數(shù)據(jù)速率（dB-Hz）

(3）裕量和其它（包括衰落裕量、干擾裕量、穿透損耗、軟切換增益等）。

其中，衰落裕量是充分考慮了信道衰落變化的情況，為保證小區(qū)中通信的可靠性而預(yù)留的量。它是與一定的小區(qū)邊緣通信概率要求相對(duì)應(yīng)的。

2.各頻段鏈路預(yù)算和覆蓋半徑對(duì)比

場(chǎng)景對(duì)比的基本條件：9.6k語音業(yè)務(wù)、全向基站、終端為無增益手持機(jī)、考慮建筑物和車體損耗等、不同地形環(huán)境考慮（包括密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村和高速公路五類）。

下面對(duì)450MHz、800MHz兩個(gè)頻段，在不同地形環(huán)境進(jìn)行覆蓋對(duì)比分析。

(1)前向鏈路預(yù)算對(duì)比（基站—＞終端）

通過相同頻率不同地形環(huán)境覆蓋對(duì)比可以看出，對(duì)于同頻率在不同的環(huán)境下，前向覆蓋差別主要來源于正態(tài)衰落方差和建筑物穿透損耗。800MHz頻率前向覆蓋半徑：密集城區(qū)<一般城區(qū)<郊區(qū)<農(nóng)村<高速公路；450MHz頻率覆蓋半徑：密集城區(qū)<一般城區(qū)<郊區(qū)<農(nóng)村<高速公路。

表1  不同頻率同類地形覆蓋對(duì)比表

通過不同頻率、同地形環(huán)境覆蓋對(duì)比（如表1所示）可以看出，在同類地形覆蓋情況下，450MHz的前向覆蓋半徑>800MHz的前向覆蓋半徑，大約是1.22～1.27倍。若考慮450MHz的終端采用室外定向天線（八木天線有11dBi的增益），450MHz的前向覆蓋半徑大約是800MHz的2.5～2.9倍。

頻率不同導(dǎo)致覆蓋的差別，除頻率外，主要還取決于天饋線纜損耗和穿透損耗，頻率越高，饋線損耗越高;頻率越低，穿透損耗越高，無線信號(hào)的穿透能力是頻率及建筑物高度的函數(shù)，如在市區(qū)底層，450MHz較800MHz的穿透損耗高約4dB。

(2)反向鏈路預(yù)算對(duì)比（終端—＞基站）

通過同頻率不同地形環(huán)境覆蓋對(duì)比發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同頻率在不同的環(huán)境下，反向覆蓋差別主要來源于正態(tài)衰落方差和建筑物穿透損耗，800MHz頻率反向覆蓋半徑：密集城區(qū)<一般城區(qū)<郊區(qū)<農(nóng)村<高速公路；450MHz頻率反向覆蓋半徑：密集城區(qū)<一般城區(qū)<郊區(qū)<農(nóng)村<高速公路。

表2  不同頻率同地形環(huán)境覆蓋對(duì)比

從表2可以看出，在同類地形覆蓋情況下，450MHz的反向覆蓋半徑>800MHz的反向覆蓋半徑,大約在1.20～1.25倍。若考慮450MHz采用室外定向天線（八木天線增益11dBi），450MHz的反向覆蓋半徑大約是800MHz覆蓋半徑的2.48～2.58倍。

此外，由于450MHz是公共頻段，尤其在城區(qū)，存在干擾的幾率較大，對(duì)覆蓋有一定影響。

3.單基站覆蓋對(duì)比小結(jié)

通過以上分析可以得出：

(1)不同覆蓋環(huán)境（包括密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村、高速公路），前向覆蓋半徑都要大于反向覆蓋半徑，因此鏈路預(yù)算中通常是反向受限。

(2)對(duì)于同一頻率，覆蓋半徑：

密集城區(qū)<一般城區(qū)<郊區(qū)<農(nóng)村<高速公路。

(3)對(duì)于同一地形，覆蓋半徑：

450MHz>800MHz。

在各種地形大約相差1.20～1.25倍。

如果按照目前致富通現(xiàn)狀，用戶普遍使用具有11dB增益的定向天線的固定臺(tái)，則在各種地形兩者大約相差2.48～2.58倍。