中国电信目前运营有两张基于cdma2000的网络,即450MHzCDMA致富通无线接入网络和800MHzCDMA网络,两张网络的覆盖既有重叠覆盖的区域,也有独立覆盖的区域,可以预见的是,在相当长的时间内,两张网络将会共存下去,但今后两网如何共存,以何种方式共同发展,以及两网是否有融合的可能都是中国电信面临的问题。
450MHz/800MHz单基站覆盖情况对比
假定在同等条件下,450MHz和800MHz两种频率的网络在不同地形环境(包括密集城区、一般城区、郊区、农村、高速公路),进行前反向链路预算对比。
1.链路预算
链路预算是用于确定某一给定无线链路的最大允许路径损耗。一定传播环境下,小区的覆盖范围大小直接取决于收发端之间所允许的最大路径损耗。
链路预算中的最大允许路径损耗可大致用下列公式定性表示:
最大允许路径损耗=发射功率-接收机灵敏度-裕量-其它
简单归结为五部分:发射端、接收端、最大允许路径损耗、裕量和其它。
(1)发射功率主要是指天线的有效发射功率,可以是EIRP(有效全向发射功率)也可以是ERP(有效发射功率)。公式分别表示如下:
EIRP=发射功率(dBm)+发射天线增益(dBi)-馈线损耗(dB)-人体损耗(dB)-跳线损耗(dB)-其他损耗估计(dB)
(2)接收机灵敏度(Prec)数据速率和最坏的信道条件下在天线接收端要求的最小信号水平。公式表示如下:
Eb/No=Prec/(数据速率×热噪声功率谱密度)
由上式可得到用dBm表示的接收机灵敏度:
Prec(dBm)=热噪声功率谱密度(dBm/Hz)+(Eb/No)req(dB)+数据速率(dB-Hz)
(3)裕量和其它(包括衰落裕量、干扰裕量、穿透损耗、软切换增益等)。
其中,衰落裕量是充分考虑了信道衰落变化的情况,为保证小区中通信的可靠性而预留的量。它是与一定的小区边缘通信概率要求相对应的。
2.各频段链路预算和覆盖半径对比
场景对比的基本条件:9.6k语音业务、全向基站、终端为无增益手持机、考虑建筑物和车体损耗等、不同地形环境考虑(包括密集城区、一般城区、郊区、农村和高速公路五类)。
下面对450MHz、800MHz两个频段,在不同地形环境进行覆盖对比分析。
(1)前向链路预算对比(基站—>终端)
通过相同频率不同地形环境覆盖对比可以看出,对于同频率在不同的环境下,前向覆盖差别主要来源于正态衰落方差和建筑物穿透损耗。800MHz频率前向覆盖半径:密集城区<一般城区<郊区<农村<高速公路;450MHz频率覆盖半径:密集城区<一般城区<郊区<农村<高速公路。
表1 不同频率同类地形覆盖对比表
通过不同频率、同地形环境覆盖对比(如表1所示)可以看出,在同类地形覆盖情况下,450MHz的前向覆盖半径>800MHz的前向覆盖半径,大约是1.22~1.27倍。若考虑450MHz的终端采用室外定向天线(八木天线有11dBi的增益),450MHz的前向覆盖半径大约是800MHz的2.5~2.9倍。
频率不同导致覆盖的差别,除频率外,主要还取决于天馈线缆损耗和穿透损耗,频率越高,馈线损耗越高;频率越低,穿透损耗越高,无线信号的穿透能力是频率及建筑物高度的函数,如在市区底层,450MHz较800MHz的穿透损耗高约4dB。
(2)反向链路预算对比(终端—>基站)
通过同频率不同地形环境覆盖对比发现,对于同频率在不同的环境下,反向覆盖差别主要来源于正态衰落方差和建筑物穿透损耗,800MHz频率反向覆盖半径:密集城区<一般城区<郊区<农村<高速公路;450MHz频率反向覆盖半径:密集城区<一般城区<郊区<农村<高速公路。
表2 不同频率同地形环境覆盖对比
从表2可以看出,在同类地形覆盖情况下,450MHz的反向覆盖半径>800MHz的反向覆盖半径,大约在1.20~1.25倍。若考虑450MHz采用室外定向天线(八木天线增益11dBi),450MHz的反向覆盖半径大约是800MHz覆盖半径的2.48~2.58倍。
此外,由于450MHz是公共频段,尤其在城区,存在干扰的几率较大,对覆盖有一定影响。
3.单基站覆盖对比小结
通过以上分析可以得出:
(1)不同覆盖环境(包括密集城区、一般城区、郊区、农村、高速公路),前向覆盖半径都要大于反向覆盖半径,因此链路预算中通常是反向受限。
(2)对于同一频率,覆盖半径:
密集城区<一般城区<郊区<农村<高速公路。
(3)对于同一地形,覆盖半径:
450MHz>800MHz。
在各种地形大约相差1.20~1.25倍。
如果按照目前致富通现状,用户普遍使用具有11dB增益的定向天线的固定台,则在各种地形两者大约相差2.48~2.58倍。