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TETRA為歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）推薦的數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)，與iDEN、GT800、GOTA并列，為我國四大數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)之一。TETRA標(biāo)準(zhǔn)采用TDMA與FDD技術(shù)，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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、控制信令。TETRA除了具有一般數(shù)字集群系統(tǒng)頻率效率較高的特點外，在話音功能、數(shù)據(jù)服務(wù)、直通模式、系統(tǒng)容量、市場規(guī)模等方面具有比較明顯的優(yōu)勢，加上其強大的調(diào)度功能，TETRA在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。TETRA也是我國已建的數(shù)字集群共網(wǎng)系統(tǒng)普通采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

目前我國已建的TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)主要有：北京正通政務(wù)網(wǎng)、上海電信集群網(wǎng)、深圳公安數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)、廣州800M數(shù)字集群共網(wǎng)、全國多個城市地鐵、機場數(shù)字集群專網(wǎng)。隨著政府管理水平的提升，對統(tǒng)一的應(yīng)急通信指揮調(diào)度需求日益迫切，TETRA集群業(yè)務(wù)市場前景廣闊，對TETRA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)研究、探討，具有實際意義。

2 TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)指標(biāo)

進(jìn)行TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之前，應(yīng)首先明確相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)，例如：網(wǎng)絡(luò)接通率、覆蓋率、排隊等待概率等。這些網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)指出了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)，是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要輸入條件，各參數(shù)取值的不同也會直接影響網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的結(jié)果。表1列出了TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的一些主要網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。

　　表1 TETRA常用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指標(biāo)

3 TETRA覆蓋規(guī)劃

無線覆蓋規(guī)劃，主要針對不同區(qū)域類型的基站進(jìn)行鏈路預(yù)算，得到相應(yīng)的鏈路允許最大損耗以及基站覆蓋半徑，以此為依據(jù)進(jìn)行下一步的無線基站規(guī)劃及選點。

在TETRA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計之前，一般要先進(jìn)行傳播模型調(diào)校工作，使得最終的模型參數(shù)與實際測試結(jié)果更加吻合，增加覆蓋預(yù)測的準(zhǔn)確度。考慮到Hata理論模型不大適合直接應(yīng)用到仿真軟件的覆蓋預(yù)測中，建議采用在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的仿真軟件ASSET標(biāo)準(zhǔn)傳播模型“Standard MacroCell Model”。該模型以Hata模型為基礎(chǔ)進(jìn)行擴展，能方便地利用測試數(shù)據(jù)進(jìn)行模型校準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)模型中：

　　其中：

　　Prx為接收信號強度（dBm）；

　　Ptx為發(fā)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(shù)；

　　K2為距離衰減系數(shù)；

　　K3和K4為移動臺天線高度修正系數(shù)；

　　K5和K6為基站天線高度修正系數(shù)；

　　K7為繞射修正系數(shù)；

　　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(jìn)行基站鏈路預(yù)算時，上行和下行鏈路有各自不同的發(fā)射功率損耗和路徑衰落。鏈路預(yù)算可分為前向鏈路預(yù)算和反向鏈路預(yù)算，與其他常見無線移動通信系統(tǒng)類似，TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)的覆蓋能力主要也是受限于反向鏈路預(yù)算，故工程上一般通過反向鏈路預(yù)算對TETRA基站的覆蓋能力進(jìn)行估算。

采用上述的ASSET標(biāo)準(zhǔn)模型公式，結(jié)合某城市的經(jīng)過調(diào)校后的密集市區(qū)、普通市區(qū)和郊區(qū)農(nóng)村傳播模型，得到TETRA集群基站的典型鏈路預(yù)算結(jié)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(tǒng)，對350MHz或其它頻段的TETRA系統(tǒng)，分析方法一致，主要區(qū)別在于傳播模型參數(shù)的取值。

　　表2 TETRA基站鏈路預(yù)算表

4 TETRA容量規(guī)劃

進(jìn)行容量規(guī)劃之前，首先需明確網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)模型。數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)主要有調(diào)度、電話和數(shù)據(jù)傳輸三種功能，各自所占比例不同，用戶忙時話務(wù)量差別很大。參考國外的統(tǒng)計資料和國內(nèi)已建數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的運營經(jīng)驗，取定話務(wù)模型如下：

　　◆用戶分配比例：調(diào)度呼叫90%；電話呼叫5%；數(shù)據(jù)呼叫5%。

　　◆調(diào)度用戶忙時話務(wù)量：0.01Erl/戶。

　　◆電話互聯(lián)忙時話務(wù)量：0.02Erl/戶。

　　◆數(shù)據(jù)用戶忙時話務(wù)量：0.04Erl/戶。

　　◆綜合取定每用戶忙時平均話務(wù)量為0.012Erl/戶。

　　◆集群用戶忙時排隊概率：≤5%。

容量規(guī)劃一般在用戶預(yù)測與用戶分布分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行，具體步驟為：首先根據(jù)用戶總數(shù)和各類區(qū)域的話務(wù)分布，得到各區(qū)域的話務(wù)量；然后結(jié)合區(qū)域內(nèi)的基站數(shù)量和各基站的覆蓋范圍，估算出各基站需要承載的話務(wù)量，并根據(jù)話務(wù)熱點進(jìn)行權(quán)衡調(diào)整；最后根據(jù)用戶需要的服務(wù)等級，并考慮一定的冗余，查詢Erlang C表得到承載相應(yīng)話務(wù)量時各基站的載波配置。TETRA容量規(guī)劃的流程如圖1所示：

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(wù)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：

　　表3 TETRA基站容量表

根據(jù)上述容量表，按照圖1的容量規(guī)劃流程，即可計算出各基站的載波配置信息。

5 TETRA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃實例

圖2為某城市的中心市區(qū)，屬于高密集市區(qū)傳播環(huán)境，人口密集，且有火車站、重要體育場及武警等場所或機關(guān)，為該城市TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)最重要的保障區(qū)域之一。

根據(jù)前面的鏈路預(yù)算及覆蓋規(guī)劃，該區(qū)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(chǔ)，得到該區(qū)域集群基站的理想規(guī)劃位置。在選點階段，根據(jù)現(xiàn)場樓宇的實際情況以及物業(yè)情況等，部分站點在允許的搜索半徑內(nèi)對規(guī)劃的位置進(jìn)行了調(diào)整，圖2為調(diào)整后的實際站點位置圖。

根據(jù)前期相關(guān)調(diào)研結(jié)果，該區(qū)域每平方公里的數(shù)字集群用戶數(shù)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5.8km2。各基站覆蓋范圍的集群用戶數(shù)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(shù)為928*1.2=1114戶。根據(jù)前述的集群話務(wù)模型及基站容量表，該區(qū)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(diào)整至8載波。也即該區(qū)域范圍內(nèi)：A、B、C、E、G基站按規(guī)劃計算的6載波配置；D、F基站根據(jù)實際情況調(diào)整為8載波配置。

綜上，實際進(jìn)行TETRA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，站點位置、基站配置均要在理想規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況對部分站點進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

6 結(jié)束語

無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一。采取合理、科學(xué)的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法，將為建設(shè)高質(zhì)量、低成本TETRA集群網(wǎng)絡(luò)奠定堅實的基礎(chǔ)。