对于一些特定的行业性应用,如水文、环保、森林防火等,需要在特殊环境下实现远距离监控。这些地区往往条件苛刻,人烟稀少,分布较为零散。远程监控应用环境有以下特点。
(1) 地形复杂,传输环境恶劣,电力等配套设施欠缺;
(2) 有明显的1对多通信需求,即监控中心要同时和多个监控点进行通信;
(3) 由于监控需要,通信具有间歇性频发特性,即并不需要持续性的通信,而仅是在每天特定的几个时间进行监控和数据上报。
由于飞地系统可利用1台近端机和多台远端机实现1对多的通信,可使用蓄电池提供电力需求,在无终端接入时,可自动使设备休眠,减除了不必要的能耗,因此飞地系统是远距离监控的有效解决方案。
5 频率资源需求分析
飞地系统将原有的占用离散频点的信号进行选频,利用2~3MHz带宽进行中继传输,在远端在将信号恢复到原有频点上,以下行为例,其过程如图5所示。
图5
考虑到村村通地区容量需求有限,目前飞地系统设备一般支持4载波GSM信号的传输和覆盖。为保证上下行之间及飞地系统与其它系统间的隔离度,飞地系统中继信号频率利用可采用两种方式:
(1)占用150~250MHz间1个连续13MHz频谱。为保证上下行足够的隔离度,考虑到目前设备水平,上下行间需保证至少5MHz的保护频带,同时,与其他系统间要保证至少1MHz的保护间隔,此时频谱占用情况如图6所示;
图6 频谱占用情况
(2)占用150~250MHz间2个不连续的5MHz频谱。考虑到可用频谱的离散性,上下行中继信号可分别占用一段频谱,此时频谱占用情况如图7所示。
图7频谱占用情况
6 河南飞地系统案例分析
河南地处黄土高原上升段,地形分布上即有平原,也有大面积的山区。河南人口众多,其中农民所占比例在全国位于前列。实行“村村通”工程,解决广大农村地区的移动网络信号覆盖,在河南移动通信业务发展中占有很重要的比例。
但由于地理原因,河南很多村庄,以及矿区、景点都分布在山区。山区农村在选址中基本都处于山坳低洼处,背风顺水,适合居住。也形成了群山阻隔,道路不便的环境特点,给移动基站覆盖造成很大困难。稍微远离基站的村庄就会因为山体阻挡等原因,形成信号盲区,景点和山中矿区也有类似情况。而在平原地区的村庄,通常在村庄内外都种满了树木,在盛夏树叶茂密的时候,也对信号形成阻挡,造成村内信号盲区或者弱区。