CDMA網(wǎng)絡(luò)穿透損耗測試問題研究

周錦斌

【摘 要】由于CDMA是自干擾系統(tǒng)，站間距過小反而會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降，因此，在移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計過程中，為了保證室內(nèi)覆蓋質(zhì)量，我們需要獲得對應(yīng)的穿透損耗值，便于我們準(zhǔn)確地進行鏈路損耗預(yù)算，指導(dǎo)移動網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案。本文提出一種新的穿透損耗測試方法，用于獲取各種材料的單體穿透損耗值以及各類建筑物的整體穿透損耗值，幫助我們準(zhǔn)確地進行鏈路損耗預(yù)算，指導(dǎo)CDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案。

【關(guān)鍵詞】室內(nèi)覆蓋；穿透損耗；測試

0.概述

穿透損耗測試包括兩種情況：一種是具有一定厚度的單個材料的穿透損耗測試，如玻璃，磚墻，水泥板等的穿透損耗測試。另一種是各種類型建筑物的整體穿透損耗測試，如玻璃幕墻大廈，水泥墻寫字樓等的整體穿透損耗測試。前者能夠給我們提供單體材料穿透損耗的參考數(shù)值，后者對解決實際工程中的室內(nèi)覆蓋問題十分重要。

鑒于傳統(tǒng)的穿透損耗測試方法有若干缺點，本文提出一種新的穿透損耗測試方法，用于獲取各種材料的單體穿透損耗值以及建筑物的整體穿透損耗值，有助于移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作的開展。

1.單體材料穿透損耗測試

傳統(tǒng)的穿透損耗測試方法，是采用手持設(shè)備采集現(xiàn)網(wǎng)測試信號數(shù)據(jù)進行穿透損耗分析。比如測試鋼化玻璃的穿透損耗，先將手機伸到玻璃窗外測試信號強度，然后回到窗內(nèi)測試室內(nèi)信號，將兩次測試的平均值的差值作為玻璃的穿透損耗。

這種方法有幾點不妥。主要原因有以下幾點：

第一，采用現(xiàn)網(wǎng)測試手機作為測試設(shè)備，意味著以該手機的信號強度標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)。雖然測試結(jié)果為相對差值，但即使是測試手機，也有相應(yīng)的測試精度，比如誤差為±2dB。這些誤差會影響最終的測試結(jié)果。

第二，將現(xiàn)網(wǎng)信號作為測試信號，由于小區(qū)復(fù)用，不一定能保證信號源的單一性，即手機收到相同標(biāo)識的扇區(qū)的信號而導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確。當(dāng)然這種情況因為距離問題不常見，但鑒于無線環(huán)境的復(fù)雜性，并不能完全排除這種可能性，尤其是高層建筑。

第三，現(xiàn)網(wǎng)使用的頻率沒有2G頻段，無法直接取得2G頻段各種材料的穿透損耗值。

第四，所選的測試環(huán)境是否典型，如果測試環(huán)境不夠典型，將不可避免地出現(xiàn)多信號源的現(xiàn)象。

對于第四點，不少人有疑問，周圍有建筑恰恰是現(xiàn)實的情況反映，為什么反而對測試結(jié)果造成誤差？這點有些類似傳播模型校正，比如普通市區(qū)模型，為什么不選一個現(xiàn)實的站點進行電測及傳播模型校正，而是選一片平整的典型的普通市區(qū)樓房區(qū)域進行電測和模型校正?，F(xiàn)實的站點似乎更能反映電波的傳播情況，但是其覆蓋范圍的適用性很窄，或者說其覆蓋區(qū)域是不可復(fù)制的，其它地方很難找到類似的區(qū)域，不具備典型性。第四點中的穿透損耗測試也是一樣，對于現(xiàn)網(wǎng)窄帶信號的測試方法，周圍近距離（如50M以內(nèi)）的建筑物的強反射信號強度較強，時延很小，而接收設(shè)備不具備多徑處理能力，因此反射信號將對最終結(jié)果有較大影響。同時測試環(huán)境也是不可復(fù)制的，即使在實際應(yīng)用中周圍同樣有樓反射，但其相位和強度都無法預(yù)測，導(dǎo)致效果完全不同，因此測試結(jié)果的適用性值得商榷。

綜上所述，當(dāng)前測試方法的局限性在于：測試設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)未知，測試頻段并非3G頻段以及測試環(huán)境并非典型環(huán)境。

根據(jù)當(dāng)前的資料和對穿透損耗的理解，比較合適的測試方法如下：

（1）采用比較精確的設(shè)備進行測試，比如掃頻儀，誤差為±1dB。測試誤差在可控制范圍內(nèi)，而且其標(biāo)準(zhǔn)得到廣泛認(rèn)可。

（2）自行搭建信號發(fā)射源，發(fā)射預(yù)定頻段信號進行測試，取得該頻段準(zhǔn)確的穿透損耗測試值。

（3）針對所需要測試的材料類型，選取典型的測試目標(biāo)建筑。為了避免強反射信號的干擾，需要選取比較孤立的建筑物進行測試。此外，對測試目標(biāo)樓有要求。假設(shè)樓右側(cè)為玻璃窗墻，我們在樓右側(cè)設(shè)定信號發(fā)射源對測試目標(biāo)樓直射，距離測試目標(biāo)樓距離大于200米（防止近場效應(yīng)的影響），同時距離不應(yīng)過大，避免接收信號淹沒在背景噪聲中。每一個位置取樣點5次～8次，平均后消除快衰落的影響，依次測出1，2，3，4，……，n，n+1處的平均電平值，再對其進行處理得到玻璃幕墻的穿透損耗。

當(dāng)然，這樣測出的結(jié)果僅僅適用于單體材料的穿透損耗，對于建筑物整體的穿透損耗，仍然需要其它方法進行測試。

2.建筑物整體穿透損耗測試

傳統(tǒng)的建筑物整體穿透損耗測試方法如下：在建筑物中收集特定BCCH的現(xiàn)網(wǎng)平均電平值，并在建筑物外面收集的平均電平值，兩者差值為建筑物的整體穿透損耗均值，然后統(tǒng)計80%覆蓋概率的損耗值，為最終整體損耗值。

類似于前面的分析，這種方法同樣存在一些不妥之處。為了消除這些誤差影響，需要對各種建筑物進行分類，并對同一種類型的建筑進行多次測試，將最終測試結(jié)果綜合考慮，得到實際的穿透損耗值。

這種方法最大的優(yōu)勢在于其結(jié)合實際網(wǎng)絡(luò)情況進行測試，特別是對同種類型的建筑多次測試后，在特定的環(huán)境下將獲得與實際網(wǎng)絡(luò)性能比較一致的結(jié)果，但這種測試方法得到的結(jié)果仍然無法作為參照標(biāo)準(zhǔn)，只是在工程建設(shè)中有一定的參考價值。

比較合適的測試方法如下：

（1）采用比較精確的設(shè)備進行測試，比如掃頻儀，誤差為±1dB。測試誤差在可控制范圍內(nèi)，而且其標(biāo)準(zhǔn)得到廣泛認(rèn)可。

（2）自行搭建信號發(fā)射源，發(fā)射預(yù)定頻段信號進行測試，取得該頻段準(zhǔn)確的穿透損耗測試值。

（3）針對所需要測試的建筑物類型，選取典型的測試目標(biāo)建筑。為了避免強反射信號的干擾，需要選取比較孤立的建筑物進行測試。此外，對測試目標(biāo)樓有要求。

我們在樓右側(cè)設(shè)定信號發(fā)射源對測試目標(biāo)樓直射，距離測試目標(biāo)樓距離大于200米（防止近場效應(yīng)的影響），同時距離不應(yīng)過大，避免接收信號淹沒在背景噪聲中。每一個位置取樣點5次～8次，平均后消除快衰落的影響，依次測出1，2，3，4，……，n，n+1處的平均電平值，再對其進行處理得到玻璃幕墻的穿透損耗。沿著測試路徑1，2，3分別進行測試，再將測試結(jié)果進行處理分析，這樣就得到單信號源對建筑物的整體穿透損耗值。

這樣測試得出整體穿透損耗將比較保守，因為實際情況中周圍建筑物往往有多條反射信號，CDMA的RAKE接收機完全可以把這些信號合并以加強覆蓋效果，此外，密集市區(qū)的建筑物往往不只由單一扇區(qū)解決覆蓋，因此實際情況將比測試情況好。但測試結(jié)果具有比較可靠的參考性。

3.一些穿透損耗參考值

穿透損耗測試結(jié)果往往是具有統(tǒng)計意義的參數(shù)值，不同的測試條件及測試環(huán)境，都會造成測試結(jié)果相差甚遠。

4.結(jié)論

本文提出了“單體材料的穿透損耗值測試方法”以及“建筑物整體損耗值測試方法”，從工程的角度看，后者對解決覆蓋更加重要。提出的“單信號源測試法”相信能夠比較準(zhǔn)確地測試出建筑物的穿透損耗結(jié)果。具有比較好的參考意義。原來的現(xiàn)網(wǎng)測試方法結(jié)合實際網(wǎng)絡(luò)情況測試實際的穿透損耗，雖然不具備廣泛適用性，也有參考價值。因此，可以以前者為主，后者為輔結(jié)合進行測試，最終得到比較準(zhǔn)確的測試結(jié)果，幫助我們準(zhǔn)確地進行鏈路損耗預(yù)算，指導(dǎo)CDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方案。

【參考文獻】

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