1、    tetra數字集群室內覆蓋系統設計研究    宋雅 范金寧摘要文章在分析室內覆蓋主要設計指標的基礎上，對信源、室分系統的選取原則、設計方法進行了研究，并重點分析了直放站的施主基站選取、tetra與其他系統合路室分方案等問題。關鍵詞tetra室內覆蓋施主基站多系統合路1引言tetra為歐洲電信標準協會(etsi)推薦的數字集群標準，在國內外的公共安全、交通運輸、政務網絡等領域已得到廣泛應用。作為指揮調度及應急保障通信系統，tetra網絡除了被常規應用于室外外，一些重要或人員密集的大型建筑、運動場館、地下空間等室內區域同樣有著迫切的覆蓋需求。由于建筑

2、物自身存在的屏蔽和吸收作用，導致無線電波有較大的傳輸衰耗，形成了移動信號的弱場強區甚至盲區；另外，建筑物高層空間極易存在無線頻率干擾，導致服務小區信號不穩定，出現乒乓切換效應，從而使話音質量難以保證，掉話現象時有發生。因此，在特定場景下，需要建設tetra網絡室內覆蓋系統，以解決室內的覆蓋、質量或容量問題。基于此，本文對tetra室內覆蓋系統設計的原則、方法及一些設計重點問題進行探討研究。2設計技術指標取定進行tetra數字集群室內覆蓋設計之前，應首先明確相關的設計技術指標，例如無線覆蓋邊緣場強、網絡接通率、信號外泄要求等。這些設計技術指標規定了室分系統的建設目標、為室分設計的重要輸入條件。各

3、參數取值的不同也會直接影響到室分系統的實現方案及系統投資等。表1列出了tetra室內覆蓋系統的一些主要設計技術指標。3室分信源的選取及設計目前tetra數字集群系統的信源主要有宏基站和直放站兩大類。室內宏基站信源有能新增系統話務容量、輸出功率大、擴容方便的特點，但對站點的機房、電源、傳輸等配套要求高，建設周期長，建設成本高。直放站信源不能增加系統話務容量，但對安裝環境和電源要求低，物業選址方便。進行室內覆蓋系統設計時，需綜合考慮覆蓋、容量要求及物業類型等因素來選取合適的信號源類型，建議如下：(1)對一些超大型的站點，建議使用宏基站+直放站信源；(2)對于話務需求高或重要性高的站點，建議使用宏基

4、站信源；(3)其他情況，建議使用直放站信源。數字集群系統具有“廣覆蓋、小容量”特點，建設室內覆蓋系統更多是為了解決室內的覆蓋問題，故相比普通移動通信網絡，tetra室內覆蓋系統中會更多地使用直放站。進行室分直放站設計時，直放站的施主基站選取、直放站功率設計等問題需重點分析。3.1直放站的施主基站選取(1)進行直放站施主基站選取時，一般需要考慮下述兩個方面的約束條件：tetra系統的c/i要求為不小于19db，故選取直放站的施主基站時，一般避免直放站信號和施主基站信號存在過多的重疊覆蓋區域，盡可能地避免選取物理距離最近的室外基站(一般就是室外區域的主服務基站)作為施主基站。對于光纖直放站，近端機

5、與遠端機的光路損耗不能太大，通常需小于10db(視廠家設備而定)。考慮光器件及接頭損耗因素后，一般建議近端機與遠端機的光路距離控制在10km以內。上述兩個約束條件會帶來一定的矛盾。一方面，為了減少室分直放站的信號跟原施主基站的信號重疊，希望選取的施主基站的距離盡可能遠一些；另一方面，施主基站的物理距離若比較遠，很多情況下光纖的長度較長、可能導致不滿足光纖直放站允許的最大光路損耗要求。(2)在實際的設計工作中，在滿足光路長度要求的前提下，應重點分析室內、外的信號強度對比及信號時延。優先考慮選取滿足下列c/i要求的施主基站：室內直放站信號跟室外施主基站的信號強度滿足c/i19db要求。其中，c為室

6、分直放站信號強度，|為擬選取的室外施主基站直接覆蓋的信號強度。若無法滿足上述c/i要求或者建設室分時不具備條件進行測試對比分析時，則要重點考慮兩個信號問的時延差問題。根據etsi相關標準，tetra終端(一般不帶均衡器)正常工作于hily terrain環境的多徑信號時延不能超過15us；另外，對tetra系統，符號周期為56us，根據理論分析及實際工程經驗，一般建議多徑信號的時延差不超過1/4個符號周期，即14us。對采取直放站信源的室分系統，直放站的信號與原室外施主基站的直接信號相當于多徑，14us時延差對應的光纖長度為：14×10-6×(2/3×3×

7、;108)=2.8km，故直放站到施主基站的光纖長度不宜超過2.8km+2/3×l，其中l為室分區域到施主基站的直線距離(光纖中的信號傳播速度為真空中的2/3)。考慮光纖直放站的處理時延后(一般1.5us2us)，上述允許的光纖長度還將再減少一些。3.2直放站功率設計tetra直放站的標稱輸出功率為總的輸出功率。考慮到tetra基站可能為18的不同載波配置，進行室分系統設計及鏈路預算時，需考慮直放站輸出功率的回退問題。以常用的10w(40dbm)光纖直放站為例，若其施主基站為2載波配置，則該直放站輸出的單載波最大功率為10/2=5w(37dbm)，即直放站的輸出功率需要按滿功率回退3

8、db、最大輸出37dbm進行設計。對施主基站不同的載波配置，直放站的輸出功率需具體考慮如下：(1)施主基站1載波配置，直放站的輸出功率可按滿功率設計；(2)施主基站2載波配置，直放站的輸出功率按回退3db設計；(3)施主基站4載波配置，直放站的輸出功率按回退6db設計；(4)施主基站8載波配置，直放站的輸出功率按回退9db設計。在實際設計時，考慮到施主基站未來可能需要擴容，且為保證系統設計有一定的冗余，建議直放站的輸出功率在上述情況下按照再回退3db-5db設計。4分布系統的選取及設計tetra數字集群的室內分布系統主要有：無源電分布系統、有源電分布系統、光纖分布系統和泄漏電纜分布系統等類型，

9、不同分布系統的組成、特點及應用場景如表2所示。在實際的工程設計時，除了按照上述原則選取相應的tetra室分系統類型外，可能還需要考慮tetra與其他移動通信系統合路、共建共享的問題。為了深入貫徹落實建設節約型、環境友好型社會的要求，減少重復建設，建設tetra數字集群室內分布系統時，一般考慮采用共建共享方式、多個系統共用同一套分布系統。進行tetra與其他系統間的室內多系統合路設計時，需對合路的所有系統之間可能存在的干擾(雜散干擾、阻塞干擾)進行分析計算，并根據計算結果提出各系統間合路所需的隔離度要求，即合路器的端口隔離度要求。系統間的干擾隔離及規避手段有：(1)電信業務經營者配合協調不同制式

10、系統的頻點使用：避開可能存在干擾的頻點。(2)在合理器等設備選型時，提高相關設備隔離度參數要求。(3)增加濾波器：外接濾波器提高系統間隔離度。(4)有效利用空間隔離：天饋系統進行上、下行分路建設。隨著技術的發展，目前多系統合路設備已經相當成熟，基本都能很好地滿足多系統間合路的隔離度要求。國內已有多個tetra集群網絡成功將tetra與phs、cdma、gsm等其他移動通信系統進行室分合路建設。在實際設計時，若需合路的系統數量較少，建議多系統之間直接使用多頻合路器合路；若系統數量較多，可考慮使用多級合路或者poi合路方式。5結語tetra數字集群室內覆蓋設計為整個系統設計的重要組成部分。在明確設計技術指標的基礎上，通過合理的室分信源、分布系統的選取，并采取科學的設計方法，將為建設高質量的tet