PHS與3G的過(guò)渡/并存/切換

武漢郵電科學(xué)研究院 戴華軍



　　隨著ＰＨＳ的用戶數(shù)量的逐漸增多，ＰＨＳ網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化勢(shì)在必行。運(yùn)營(yíng)商如果單純的對(duì)于ＰＨＳ進(jìn)行室內(nèi)覆蓋，可能會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的性價(jià)比過(guò)低。一方面電信或網(wǎng)通以后肯定要上３Ｇ系統(tǒng)，那么在上３Ｇ系統(tǒng)以后，再做一遍室內(nèi)覆蓋，將使網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成本相當(dāng)?shù)母�；另一方面，單純的室�?nèi)覆蓋系統(tǒng)所需要的成本比較高，網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)是否能夠保證ＰＨＳ室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)在短期內(nèi)收回成本呢？因而我們?cè)诳紤]ＰＨＳ室內(nèi)覆蓋的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)首先考慮到它與３Ｇ系統(tǒng)的過(guò)渡、并存與切換。


　　在ＰＨＳ室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中，對(duì)于分布式無(wú)源系統(tǒng)，應(yīng)該考慮到將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)到３Ｇ時(shí)的兼容性，以便于將來(lái)３Ｇ系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋也能夠很好的利用目前的無(wú)源天饋部分，降低將來(lái)３Ｇ覆蓋系統(tǒng)的投資成本。


　　由于現(xiàn)有ＰＨＳ覆蓋網(wǎng)絡(luò)的工作頻率為１９００ＭＨｚ，為了能夠滿足以后移動(dòng)通信向３Ｇ的發(fā)展要求以及能在不對(duì)現(xiàn)有布線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大的改動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行３Ｇ的覆蓋，因此在ＰＨＳ室內(nèi)分布系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)中使用的功分器、耦合器、天線等各種無(wú)源器件應(yīng)不但能夠滿足ＰＨＳ的工作頻段要求，而且能夠滿足３Ｇ以及ＷＬＡＮ的工作頻段要求。


　　雖然ＰＨＳ １９００ＭＨｚ頻率的射頻信號(hào)的線路衰減和空間損耗低于３Ｇ的工作頻率信號(hào)的衰減和損耗，但是在將來(lái)增加３Ｇ系統(tǒng)后，只需要根據(jù)具體覆蓋需求少量增加天線點(diǎn)數(shù)或增加線路放大器的輸出功率就可以實(shí)現(xiàn)ＰＨＳ和３Ｇ信號(hào)同網(wǎng)覆蓋的改造。


·　　無(wú)源器件的兼容性：


　　為了實(shí)現(xiàn)前向兼容性的要求，ＰＨＳ室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中的無(wú)源器件均采用寬帶器件（工作頻段為８００ＭＨｚ－２５００ＭＨｚ），在不改動(dòng)現(xiàn)有水平布線結(jié)構(gòu)的情況下，所有天饋系統(tǒng)及功率分配器件均可同時(shí)支持ＰＨＳ１９００、３Ｇ移動(dòng)通信。系統(tǒng)在接入其他制式時(shí)，由于頻段和原理不同，只需增加主設(shè)備和部分改變垂直部分的線纜，并根據(jù)將接入的具體系統(tǒng)，合理采用專(zhuān)用的合路器，將新接入的系統(tǒng)與原有系統(tǒng)合路后，分布至大樓各處。使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)充性和多制式兼容性。


·　　如何實(shí)現(xiàn)向前兼容


　　由于ＰＨＳ系統(tǒng)工作頻段為１．９ＧＨｚ，３Ｇ系統(tǒng)的主要工作頻段為１．９ＧＨｚ～２．２ＧＨｚ，補(bǔ)充工作頻段為２．３ＧＨｚ～２．４ＧＨｚ，兩者工作頻率非常接近，線路衰減和空間損耗都非常相近，其信號(hào)特性和覆蓋要求都非常相近，因此在建成ＰＨＳ室內(nèi)信號(hào)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，增加３Ｇ信號(hào)覆蓋功能時(shí)只要增加相應(yīng)的線路放大器就可實(shí)現(xiàn)。對(duì)ＰＨＳ和３Ｇ進(jìn)行同網(wǎng)覆蓋時(shí)，由于這三種信號(hào)均采用同一套天饋系統(tǒng)，只需要增加雙頻合路器將信號(hào)合路即可實(shí)現(xiàn)兼容。



·　　多系統(tǒng)接入后各系統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)


　　由于ＰＨＳ和３Ｇ工作頻段的差異，因此線纜對(duì)信號(hào)的衰減也不一致，并且它們的空間傳播特性的不一致導(dǎo)致在各個(gè)天線口輸出功率的不一致。


　�。薄⒆杂煽臻g的損耗：


　　根據(jù)自由空間電波損耗公式


　�。蹋猓螅剑常玻�４５＋２０ｌｇＦ�煟停龋��牐�２０ｌｇＤ�煟耄硎街�，Ｌｂｓ稱為自由空間的路徑傳播損耗。


　　分別將ＰＨＳ１９００、３ＧＨｚ的頻率ｆ取９００、２４００（３Ｇ系統(tǒng)最高工作頻率到２．４ＧＨｚ），可知：在相同空間距離條件下，２．４ＧＨｚ信號(hào)的空間損耗比ＰＨＳ１９００約大２ｄＢ。


　　２、天饋系統(tǒng)傳輸損耗：


　　我們以ＲＦＳ１�N２”普通電纜作為傳輸介質(zhì)加以說(shuō)明。由各種無(wú)源器件的技術(shù)指標(biāo)可以看出，功分器、耦合器等對(duì)各種不同工作頻段的插入損耗以及耦合損耗基本一致，而電纜對(duì)信號(hào)的損耗差別較大，因此我們不妨以離信源最遠(yuǎn)的天線為例說(shuō)明。假設(shè)最遠(yuǎn)天線到信源的走線距離約為２００ｍ，１�N２”普通電纜對(duì)各種不同頻率信號(hào)的衰減。


　�。蹋猓螅剑常玻�４５＋２０ｌｇＦ�煟停龋��牐�２０ｌｇＤ�煟耄恚�


　　可知，１�N２”電纜在２．４ＧＨｚ頻率下每１００米損耗比１．９ＧＨｚ約大０．７ｄＢ。


　　根據(jù)以上分析可知，當(dāng)傳輸距離為２００米時(shí)，ＰＨＳ系統(tǒng)和３Ｇ系統(tǒng)的天線口功率相差為２００�N１００×０．７＝１．４ｄＢ。當(dāng)ＰＨＳ與３Ｇ同網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，由于其傳輸損耗的差別，相同天線位置、相同設(shè)備位置及相同輸出功率條件下，３Ｇ的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)比ＰＨＳ１９００要略小，綜合考慮電纜損耗和空間損耗的差異，最遠(yuǎn)天線處的接收?qǐng)鰪?qiáng)僅相差２＋１．４＝３．４ｄＢ。


　　而在ＰＨＳ系統(tǒng)和３Ｇ系統(tǒng)中�熡捎冢常堑南到y(tǒng)的接收靈敏度一般為－１２０ｄＢｍ左右�煻�小靈通的接收靈敏度一般為－９０ｄＢｍ左右�熯@樣在實(shí)際的覆蓋當(dāng)中�煂�(duì)于原有的ＰＨＳ覆蓋系統(tǒng)�熑匀荒軌驖M足３Ｇ的實(shí)際需求。


　�。场�實(shí)際舉例：


　　下面以一個(gè)實(shí)際的例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題�熂僭O(shè)在實(shí)際的覆蓋當(dāng)中�熚覀兊母删�放大器與終端之間有下面的實(shí)際覆蓋路徑�煟保埃埃恚煟薄N２�犽娎|＋４×２功分器＋１×混凝土墻＋２０ｍ自由空間。


　�。校龋酉到y(tǒng)：


　�。玻罚�１１－４×３．５－１３－６４＝－７５ｄＢｍ


　　３Ｇ系統(tǒng)：


　�。玻罚�１１．３－４×３．５－２８－６６＝－７９．３ｄＢｍ


　　在某些對(duì)信號(hào)影響較大的地方，比如屏蔽比較厲害、墻壁阻擋比較嚴(yán)重、線纜傳輸較長(zhǎng)的地方，我們可以采用增加天線點(diǎn)數(shù)或者增加線路放大器的輸出功率的方法來(lái)保證３Ｇ系統(tǒng)的覆蓋效果，而在某些離信源較近并且屏蔽和阻擋均不太嚴(yán)重的地方不用對(duì)天饋系統(tǒng)做出任何改變就可以很好的達(dá)到覆蓋效果，從而使ＰＨＳ與３Ｇ順利地同網(wǎng)運(yùn)行。


·　　實(shí)現(xiàn)兼容的成本分析


　　由上面的分析知道，最遠(yuǎn)天線處的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)僅相差３．４ｄＢ，故大部分天饋系統(tǒng)不需要做任何改變即可達(dá)到很好的覆蓋效果，在某些覆蓋效果較差的位置，可以增加天線數(shù)量或者增大線路放大器的輸出功率。在工程實(shí)施時(shí)應(yīng)考慮３Ｇ系統(tǒng)線路放大器的功率預(yù)留，這樣實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的兼容時(shí)所需的設(shè)備成本很�。辉黾犹炀�數(shù)量所增加的成本對(duì)于整個(gè)工程的總造價(jià)來(lái)說(shuō)也是很小的，因此要實(shí)現(xiàn)ＰＨＳ系統(tǒng)和３Ｇ系統(tǒng)的兼容，增加的成本非常小，幾乎可以忽略不計(jì)。




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