iDEN數(shù)字集群在城市環(huán)境中的快速部署

柯福心 福建省廈門市專用通信局

1 iDEN數(shù)字集群概述

1.1 iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)

iDEN(集成數(shù)字增強型網(wǎng)絡(luò))是由美國摩托羅拉公司研制和生產(chǎn)的一種數(shù)字集群系統(tǒng)，它集成了專業(yè)調(diào)度、電話、短信息等功能。具有如下特點：第一：iDEN可以使用不連續(xù)頻點，方便靈活配置頻率資源。第二：iDEN通過TDMA技術(shù)將一個25kHz的物理信道劃分成6個數(shù)字通信時隙，頻率利用率較高。第三：iDEN采納獨特的M--I6QAM的調(diào)制技術(shù)，使每一個25kHz的物理信道的速率達到64Kbps，同時鄰道抑制達到60dB以上。第四：可采用蜂窩式的小區(qū)結(jié)構(gòu)提高了網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力。

1.2 iDEN數(shù)字集群系統(tǒng)構(gòu)成

iDEN系統(tǒng)大致為分6個子統(tǒng)，包括電話互聯(lián)子系統(tǒng)、調(diào)度子系統(tǒng)、IP連接平臺、分組數(shù)據(jù)子系統(tǒng)、高集成度EBTS基站系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)。早期的iDEN網(wǎng)絡(luò)為harmony版本僅支持40個基站，現(xiàn)有的iDEN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展至Melody版本，可以支持3000個基站，具備組建更大型網(wǎng)絡(luò)的能力。

2 城市室外環(huán)境室外區(qū)域建站方式

2.1 室外站組網(wǎng)方式選擇

根據(jù)信號覆蓋范圍與天線高度形成很大的正向關(guān)系。天線高度越高，同樣面積下所需的站點越少，在使用iDEN系統(tǒng)的用戶屬于特定群體，數(shù)量有限，用戶容量不多，所以建設(shè)選用高處建站的方式。

2.2 基站建站選址方法和商務合作選擇

確定了高處建站方式后，可以有如下途徑進行建站：(1）從移動、電信、聯(lián)通、鐵塔的基站里進行選擇，特別是鐵塔成立后將運營商的大多數(shù)高處基站收歸其管理，依托它們的力量可以比較快速的找到所需的建站地址；（2）與公安合作，公安的集群系統(tǒng)也盡量選高站的方式，有一些可以與其共同建設(shè)，節(jié)省投資和建站時間；（3）主動實地勘察區(qū)域內(nèi)的高樓，與物業(yè)和業(yè)主做好溝通，從中選擇合適站點。

2.3 各站點天線選擇

根據(jù)無線信號自由空間損耗公式：空間損耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4；F為頻率，單位：MHz；D為距離，單位：Km。為增強信號，站點選擇合適的天線也極為重要。全向天線增益是11dB，板狀天線增益是17dB，板狀天線多出來的6dB，具有更好的信號穿透力和更遠的傳播距離。所以在基站設(shè)計中位于中間的站點選用三個板狀天線的方式，其余周邊的使用全向天線方式進行覆蓋。板狀天線夾角120度，傾角15度以內(nèi)，可以達到一個比較好的覆蓋效果。

2.4 信號覆蓋模擬仿真的使用

選擇站點以后，可以通過Atoll軟件模擬仿真的方式，達到對信號覆蓋的一個預測，以圖二為例，在得知站點經(jīng)緯度、高度的情況下，通過Atol軟件模擬仿真可得到黃色區(qū)域以內(nèi)為信號良好區(qū)域。通過此方法，可做好室外建站的設(shè)計規(guī)劃。

3 城市室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)方式

3.1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)建設(shè)的必要性

由于建筑物的墻體對室外無線信號的遮擋原因，建筑內(nèi)存在很多信號盲區(qū)，為滿足用戶使用必須做室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)來達到使用要求。

3.2 室內(nèi)覆蓋方式選擇

從基站（EBTS)出來后用功分器分配后將信號輸入光纖直放站近端機，將電信號轉(zhuǎn)為光信號，而后通過光纖傳送至直放站遠端機，通過直放站遠端機將光信號轉(zhuǎn)為電信號后接入室內(nèi)分布天饋系統(tǒng),這也是本次工程里采用的方式。

3.3 共天饋系統(tǒng)方式實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋快速部署

根據(jù)上述兩種方式的特點，基于建筑物都有運營商信號覆蓋的需求，我們可以與運營商共天饋系統(tǒng)的方式來實現(xiàn)信號的快速接入。

3.4 與運營商共天饋注意事項

在無線通信系統(tǒng)共用天饋系統(tǒng)時最難解決的是信號干擾問題，為此需進行與運營商信號合路的研究，根據(jù)中國移動、中國電信、中國聯(lián)通的頻點分布。800M數(shù)字集群系統(tǒng)（iDEN系統(tǒng)）頻點：上行806～821MHz；下行 851～866MHz。

根據(jù)以上的頻點數(shù)據(jù)，通過合路驗證取得出如下結(jié)論供施工參考使用：

(1）中國電信2G的CDMA網(wǎng)絡(luò)制式下頻段（上行825-840MHz，下行870-885MHz）與iDEN系統(tǒng)的頻點過于接近，合路后信號底噪變很大，嚴重影響通信，無法與電信CDMA合路；

(2）移動的GSM1800制式（下行1710-1725MHz,上行1805-1820MHz）與iDEN系統(tǒng)的頻點可能存在倍頻干擾（iDEN的下行頻段855-862.5MHz翻倍以后剛好與GSM1800的下行頻點重合），經(jīng)測試合路時使用iDEN此部分頻點將嚴重影響移動用戶的上網(wǎng)速度，因此與移動合路時需避開iDEN的855-862.5MHz頻段。

(3）中國聯(lián)通的頻點與iDEN系統(tǒng)頻點干擾較小，個別存在會提高聯(lián)通信號底燥問題，也可通過調(diào)節(jié)頻點實現(xiàn)。

因為運營商的2G、3G、4G的頻段均高于800M，所以它們的室內(nèi)天饋覆蓋已經(jīng)完全能滿足。

4 信號測試及信號優(yōu)化

4.1 信號測試的必要性

現(xiàn)階段國內(nèi)很多城市建設(shè)iDEN網(wǎng)絡(luò)后無法找到專業(yè)的測試工具和平臺，僅依靠人工測試評估，缺少結(jié)合 GIS 地圖信息的專業(yè)測試工具，不能實時、直觀了解網(wǎng)絡(luò)狀況，由于使用人工測試往往會存在不少誤差和盲點。

4.2 信號測試平臺介紹

在本次工程中，找到了美國安捷倫網(wǎng)絡(luò)測試平臺用于本次信號測試，美國安捷倫網(wǎng)絡(luò)測試平臺是全球領(lǐng)先的全網(wǎng)絡(luò)測試平臺，支持目前全球所有通信制式，從 2G 到 4G 全兼容。

4.3 測試方法及參數(shù)要求

對于iDEN網(wǎng)絡(luò)，信號電平-95dB，通話質(zhì)量SEQ在26以上，則認為是信好良好。具體測試為：（1）測試采用moto四部、GPS兩個；（2）測試軟件為安捷輪軟件，分析軟件為Actix；（3）測試主要測試語音通話質(zhì)量是否斷線、信號電平及通話質(zhì)量。

4.4 路測盲區(qū)信號優(yōu)化方案

對于在建站完成后發(fā)現(xiàn)的信號盲區(qū)，特別是占據(jù)一定區(qū)域的，可以使用通過光纖拉遠直放站近端機將基站信源轉(zhuǎn)化為光信號，再在信號盲區(qū)找一燈桿塔或者高點架設(shè)天線，使用光纖拉遠直放站遠端機將光信號轉(zhuǎn)為射頻信號輸出至天線，以此覆蓋盲區(qū)。

5 結(jié)論

文章基于作者的建設(shè)經(jīng)驗介紹了如何在城市環(huán)境系統(tǒng)中快速的建設(shè)一套iDEN數(shù)字集群通信系統(tǒng)。如在室外信號覆蓋中建站地址的選擇及Atoll軟件信號模擬仿真應用的幫助，在室內(nèi)信號覆蓋方面與運營商合路的方式提供了經(jīng)驗和方法，在信號測試中介紹了測試工具及方法并對信號盲區(qū)的優(yōu)化提供了方案。通過實際的工程研究經(jīng)驗的介紹為他人提供了寶貴經(jīng)驗。