主頁（http://www.by236.com）：TETRA數字集群系統無線網絡規劃探討 1 引言 TETRA為歐洲電信標準協會(ETSI)推薦的數字集群標準，與iDEN、GT800、GoTa并列，為我國四大數字集群標準之一。TETRA標準采用TDMA與FDD技術，將一個載頻的25kHz帶寬分為4個時隙(信道)，可用于承載話音/數據業務、控制信令。TETRA除了具有一般數字集群系統頻率效率較高的特點外，在話音功能、數據服務、直通模式、系統容量、市場規模等方面具有比較明顯的優勢，加上其強大的調度功能，TETRA在國內外得到廣泛應用。TETRA也是我國已建的數字集群共網系統普通采用的技術標準。 目前我國已建的TETRA數字集群網絡主要有：北京正通政務網、上海電信集群網、深圳公安數字集群網絡、廣州800M數字集群共網、全國多個城市地鐵、機場數字集群專網。隨著政府管理水平的提升，對統一的應急通信指揮調度需求日益迫切，TETRA集群業務市場前景廣闊，對TETRA無線網絡規劃技術研究、探討，具有實際意義。 2 TETRA數字集群網絡的服務指標 進行TETRA數字集群網絡規劃之前，應首先明確相關的網絡服務指標，例如：網絡接通率、覆蓋率、排隊等待概率等。這些網絡服務指標指出了網絡的建設目標，是網絡規劃的重要輸入條件，各參數取值的不同也會直接影響網絡規劃的結果。表1列出了TETRA數字集群網絡的一些主要網絡指標。
3 TETRA覆蓋規劃 無線覆蓋規劃，主要針對不同區域類型的基站進行鏈路預算，得到相應的鏈路允許最大損耗以及基站覆蓋半徑，以此為依據進行下一步的無線基站規劃及選點。 在TETRA網絡規劃設計之前，一般要先進行傳播模型調校工作，使得最終的模型參數與實際測試結果更加吻合，增加覆蓋預測的準確度。考慮到Hata理論模型不大適合直接應用到仿真軟件的覆蓋預測中，建議采用在國內得到廣泛應用的仿真軟件ASSET標準傳播模型“Standard MacroCell Model”。該模型以Hata模型為基礎進行擴展，能方便地利用測試數據進行模型校準，且考慮了地貌及無線信號衍射情況，從而增強了模型的靈活性和精確性，適用于150MHz到2GHz的頻率范圍。在該標準模型中： 其中： Prx為接收信號強度(dBm); Ptx為發射信號強度(dBm); Ploss為傳播路徑損耗(dB); 并且：
其中： K1為衰減常數; K2為距離衰減系數; K3和K4為移動臺天線高度修正系數; K5和K6為基站天線高度修正系數; K7為繞射修正系數; Kclutters為地物衰減修正值; dkm為測試基站與移動臺之間的距離(km); Heff為測試基站天線的有效高度(m); Hmeff為移動臺天線的有效高度(m)。 進行基站鏈路預算時，上行和下行鏈路有各自不同的發射功率損耗和路徑衰落。鏈路預算可分為前向鏈路預算和反向鏈路預算，與其他常見無線移動通信系統類似，TETRA數字集群通信系統的覆蓋能力主要也是受限于反向鏈路預算，故工程上一般通過反向鏈路預算對TETRA基站的覆蓋能力進行估算。 采用上述的ASSET標準模型公式，結合某城市的經過調校后的密集市區、普通市區和郊區農村傳播模型，得到TETRA集群基站的典型鏈路預算結果如表2所示。要指出的是，表2中的分析針對的是800MHz TETRA系統，對350MHz或其它頻段的TETRA系統，分析方法一致，主要區別在于傳播模型參數的取值。
 4 TETRA容量規劃 進行容量規劃之前，首先需明確網絡的話務模型。數字集群通信網絡主要有調度、電話和數據傳輸三種功能，各自所占比例不同，用戶忙時話務量差別很大。參考國外的統計資料和國內已建數字集群網絡的運營經驗，取定話務模型如下： ◆用戶分配比例：調度呼叫90%;電話呼叫5%;數據呼叫5%。 ◆調度用戶忙時話務量：0.01Erl/戶。 ◆電話互聯忙時話務量：0.02Erl/戶。 ◆數據用戶忙時話務量：0.04Erl/戶。 ◆綜合取定每用戶忙時平均話務量為0.012Erl/戶。 ◆集群用戶忙時排隊概率：≤5%. 容量規劃一般在用戶預測與用戶分布分析的基礎上進行，具體步驟為：首先根據用戶總數和各類區域的話務分布，得到各區域的話務量;然后結合區域內的基站數量和各基站的覆蓋范圍，估算出各基站需要承載的話務量，并根據話務熱點進行權衡調整;最后根據用戶需要的服務等級，并考慮一定的冗余，查詢Erlang C表得到承載相應話務量時各基站的載波配置。 TETRA容量規劃的流程如圖1所示：
圖1 TETRA容量規劃流程圖 TETRA集群基站支持1～8載波配置，每個載波有4個時隙(信道)，其中第一個載波的第一個信道為主控信道。 按上述取定的話務模型，查Erlang C表得到不同載波配置的TETRA基站容量，如表3所示：
根據上述容量表，按照圖1的容量規劃流程，即可計算出各基站的載波配置信息。 5 TETRA無線網絡規劃實例 圖2為某城市的中心市區，屬于高密集市區傳播環境，人口密集，且有火車站、重要體育場及武警等場所或機關，為該城市TETRA數字集群網絡最重要的保障區域之一。 根據前面的鏈路預算及覆蓋規劃，該區域集群基站的覆蓋半徑為1.5km、站間距為2.6km左右。以此為基礎，得到該區域集群基站的理想規劃位置。在選點階段，根據現場樓宇的實際情況以及物業情況等，部分站點在允許的搜索半徑內對規劃的位置進行了調整，圖2為調整后的實際站點位置圖。
圖2 某城市中心市區集群基站布點圖 根據前期相關調研結果，該區域每平方公里的數字集群用戶數為120～160戶左右。基站覆蓋半徑按1.5km考慮，各基站按理想蜂窩計算得到的覆蓋面積為5.8km.各基站覆蓋范圍的集群用戶數為160*5.8=928戶。若基站容量按照20%的冗余，各基站需支持的用戶數為928*1.2=1114戶。根據前述的集群話務模型及基站容量表，該區域基站的典型配置為6載波。另外，考慮到D基站靠近大型體育場，比賽期間有大量的安保、競賽組織集群用戶;F基站靠近火車站，在重要活動期間同樣集群用戶密集，這兩個站點調整至8載波。也即該區域范圍內：A、B、C、E、G基站按規劃計算的6載波配置;D、F基站根據實際情況調整為8載波配置。 綜上，實際進行TETRA網絡規劃時，站點位置、基站配置均要在理想規劃的基礎上，根據實際情況對部分站點進行適當的調整。 6 結束語 無線網絡規劃為TETRA數字集群網絡建設過程中最重要的環節之一。采取合理、科學的無線網絡規劃方法，將為建設高質量、低成本TETRA集群網絡奠定堅實的基礎。 參考文獻 [1]ETSI EN 300 392-1. Terrestrial Trunked Radio(TETRA);Voice plus Data(V+D);Part 1:General Network Design[S]. 2003. [2]ETSI EN 300 392-2. Terrestrial Trunked Radio(TETRA);Voice plus Data(V+D);Part 2:Air Interface(AI) [S]. 1998. [3]鄭祖輝,陸錦華,鄭嵐. 數字集群移動通信系統(第2版)[M]. 北京:電子工業出版社,2005. (中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮) |
