边际网具有广覆盖、低话务和投资受益比低等特点,这就要求在建设边际网时,要用尽可能少的载频覆盖尽可能大的区域,优先满足覆盖需求,提高边际网的投资受益比。
为了既满足用户增长的需求,又降低网络建设的投资,运营商必须采用广覆盖技术来进行边际网络的建设。为了满足广覆盖要求,可从BTS部分和天馈部分两方面综合考虑,统筹兼顾。
目前移动网络上运行基站的发射功率一般在20W-40W之间,覆盖半径相对较小,如果继续采用这类基站来进行边际网区域的覆盖,即使采用国产设备也无法大幅度降低综合投资。为了既节约投资,又能满足边际网广覆盖和低话务的特点,中兴通讯推出了两种广覆盖基站,其一是80W室内型宏蜂窝基站ZXG10-BTS ,另外一种是集成电源、传输的室外一体化40W或80W小基站ZXG10-BTS21 ,以满足不同场合、不同容量的广覆盖需求。
基站的接收灵敏度也即静态灵敏度是反映BTS性能的一个重要指标,接收灵敏度越高,在同样条件下基站的覆盖范围就越大。一般厂家基站的接受灵敏度为-108dBm~-110dBm ,中兴通讯GSM基站接收灵敏度可高达-112 dBm ,也就相当于将上行信号提高了2dB-4dB ,能使覆盖半径提高10% -20%。
由于定向天线增益远大于全向天线,一般要大4dB-7dB 左右,所以宏蜂窝定向站的覆盖半径远大于全向站,所以在站型考虑时,应尽量以定向基站为主。
根据GSM规范,BTS的最大覆盖半径为35Km,但在一些特殊地域,如沿海海岸和沙漠地带,由于传播损耗较小,存在超过35Km覆盖的可能。实现超距覆盖需要硬件和软件上的支持,需要采用大功率基站、高增益定向天线和塔放,可以采用双时隙等技术突破GSM规范的限制,实现特殊区域的超距覆盖。
为了使覆盖范围进一步增大,在保证一定天线挂高的前提下,可以采用高增益天线、低损耗馈线、低插损合路器或双工器来提高基站的EIRP,同时结合塔顶放大器或塔顶增强器、分集接收技术来提高无线上行信号电平,以弥补由于MS发射功率较低而造成的上行链路的不足,达到上下行链路的平衡,增大基站的有效覆盖。
目前GSM网络上广泛采用宽带合路器,一般二合一合路器的插入损耗为3.5-4dB ,四合一插损为7-8dB ,双工器插损一般小于1dB,且合路部分和双工部分时常集成在一个物理实体内。边际网广覆盖、低话务的特点决定了站型主要以O1、O2、S111为主,对于每小区1TRX的情况,可把同时含有二合一合路器和双工器的组件,通过跳线只使用其双工器部分,等扩容至2TRX时,使用其合路部分或者更换成双双工器;对于每小区2TRX的情况,直接采用双双工器,或者配置两个二合一合路器,两个载频只使用其双工部分,比使用二合一合路器的普通接线方式至少减少3dB的损耗,可使覆盖范围进一步扩大;对于每小区大于2TRX小于4TRX的情况,为了保证两幅单极化天线完成单小区覆盖,可使用两个二合一而不是一个四合一来完成合路,从而使下行信号减少3dB的插入损耗。
在GSM网络设计中,为了增大基站的等效辐射功率EIRP,一般将馈线接头部分的损耗控制在3dB以内。对于普通宏蜂窝基站,馈线分为主馈部分和跳线部分,对于边际网工作的900M频段,一般采用7/8主馈和1/2跳线,7/8主馈的损耗为3.5-4dB/百米,1/2跳线的百米损耗一般在10-12dB之间。
GSM不同增益天线的选择是决定覆盖范围的一个重要因素,高增益天线增益可达18.5dBi ,比一般定向天线和全向天线增益高3dB-7.5dB ,可使覆盖范围大幅提高。更有针对狭长地段(如高速公路、峡谷等)的天线,其波瓣较窄,增益可达21dBi/400 。为了满足广覆盖的要求,宜选择高增益天线,波瓣宽度以650和900为宜。
塔顶放大器用于放大上行信号,一般安装在主馈线和上段跳线(和天线相连的1/2跳线)之间,用于上下行链路平衡预算时弥补上行链路的不足。在采用80W功放和高增益天线时,往往上行链路不足,需要采用塔放来弥补,一般塔放可带来3dB-12dB可调的上行增益。
和塔顶放大器不同,塔顶增强器能同时放大上、下行信号,一般BOOSTER增益为:发射5dB-15dB可调,接收2dB-12dB可调,通过调整发射、接收增益来达到上下行链路的平衡,增大覆盖面积。塔顶增强器的馈电要求和塔顶放大器类似。
采用广覆盖技术能使基站的覆盖半径大幅提高,在同等传播条件下,采用80W站能使基站的覆盖半径提高30%以上,因此迅速在各运营商中得到了广泛的应用。 (本文作者单位为中兴通讯公司)