關于信號覆蓋問題的研究

摘 要:對于移動用戶而言，信號問題是絕大多數(shù)用戶所關注的問題。熱點地區(qū)話務量大而引起的掉話或信號覆蓋出現(xiàn)“盲區(qū)”等問題一直存在。本文主要探討就是如何解決上訴問題，并提出了一些解決方案。

關鍵詞:信號覆蓋 基站 直放站 家庭基站

中圖分類號:TN914文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0053-011 建設宏蜂窩基站

目前城市建設日新月異，新開發(fā)的居民小區(qū)多為城市邊緣，信號覆蓋不夠。這種情況下，可以通過建設宏蜂窩基站的方法解決覆蓋問題。但是建設新的基站不僅僅要考慮到小區(qū)的信號覆蓋的問題，同時也要避免小區(qū)臨近街道上的乒乓切換以及多扇區(qū)連續(xù)切換問題。

如果分界線與街道平行且位于街道上時，雖然樓群中的用戶都在覆蓋范圍內(nèi)，但是對于在街道上移動的用戶終端，這樣的基站部署很容易造成乒乓切換。不僅如此，街道上的用戶終端移動速率要遠遠高于樓群中的用戶，在這種情況下很容易引起掉話。當分界線與街道垂直時，就可以避免乒乓切換，因此這種基站分布是最理想的。有時分界線和街道成一定角度時，也容易造成連續(xù)切換的現(xiàn)象，這里我們只以這兩種典型情況進行說明。要使分界線與街道垂直，部署基站就會面臨在樓群中出現(xiàn)分界線，但是由于樓群中用戶的移動性低，所以分界線并不會對用戶造成影響，也就是說分界線位于樓群中是可行的。

2 建設微蜂窩基站

在商業(yè)區(qū)、娛樂場等話務量較高的地方可應用微蜂窩技術。如果地區(qū)面積較大，還可以加設天線分布系統(tǒng)。

對于一些小區(qū)，其樓間距為3～10m，其中1～3樓多為“盲區(qū)”。針對這一情況也可以應用微蜂窩技術[2]。

3 直放站的應用

上文所提到的一些話務量大的一些地區(qū)也可應用直放站來解決信號覆蓋的問題。生活中常見的直放站應用是在電梯中，“信號已覆蓋本區(qū)域”的標志大部分表示在電梯中應用了該技術。不僅電梯中常應用該技術，地下室也是它的應用場景之一。

直放站又稱中繼器，它是一種擴大移動網(wǎng)無線覆蓋，提高資源利用率的有效手段。但是由于直放站的種類不同，應用場合也有所不同。無線直放站和光線直放站的區(qū)別在于無線直放站要設置在能夠接收到主導信號的位置上，而光線直放站的主機A、B可以分別裝在基站和覆蓋區(qū)邊界上，兩個主機之間的路段信號傳送則采用光纖，不受宿主基站的位置的影響。對于一些高于基站天線的高層建筑中，通常會有多個基站飄來的雜亂的信號，并且相互干擾。在這種情況下就要應用光纖直放站來擴大信號的覆蓋范圍。

當直放站用于擴大信號覆蓋范圍的情況下，要考慮其位置與基站過近形成的重疊覆蓋，避免形成多徑干擾，或是過遠造成重發(fā)輸出功率小，達不到預期的效果。當直放站用于消除盲區(qū)時，其基站位置宜選在“盲區(qū)”外側，緊靠“盲區(qū)”的邊沿上。如果選在“盲區(qū)”內(nèi)，就不能達到有效消除“盲區(qū)”的目的。

當直放站位于“盲區(qū)”以內(nèi)，直放站所覆蓋的區(qū)域僅僅包括“盲區(qū)”的一部分，其余的覆蓋區(qū)域并沒有包括“盲區(qū)”，從而產(chǎn)生一種浪費，不僅如此，本應解決的“盲區(qū)”問題也沒有得到解決。而當直放站位于“盲區(qū)”邊緣時，直放站所產(chǎn)生的覆蓋區(qū)域剛好能夠覆蓋整個“盲區(qū)”，以此達到應用直放站來擴大信號覆蓋的目的。

在樓群中設置直放站時，不能設置在樓群的正面，而要將基站選址在側面。如圖1所示，當直放站設置在樓群正面的時候，信號不能穿過樓群而起到信號覆蓋的目的，當直放站在側面時，利用信號的多徑，這樣就提高了覆蓋效果。

直放站的優(yōu)勢很多，但是并不代表它一點缺點都不存在。當直放站用于室內(nèi)覆蓋時，為了不讓它造成頻率污染，影響無線通信工作，應防止信號泄露到室外。

在進行公路覆蓋時，為了降低成本，可采用基站與直放站交替分布的方案。這里直放站的作用就是擴大覆蓋范圍。

4 家庭基站的室內(nèi)覆蓋

由于電磁波通過墻壁或有金屬鍍膜的門窗都要受到衰減，尤其是2Ghz以上的電磁波。而3G和LTE網(wǎng)絡通常都工作在2GHz或是更高的頻率上，這樣室內(nèi)覆蓋用傳統(tǒng)的方法解決仍存在問題[3]。

家庭基站(Femtocell)是根據(jù)3G的發(fā)展和移動寬帶化趨勢推出的超小型化移動基站，也稱為豪微微蜂窩式基站[4]。它采用了IP協(xié)議，通過用戶IP寬帶網(wǎng)接入運營商的移動核心網(wǎng)。它的優(yōu)勢在于體積小，且即插即用、安裝方便、自動配置、自動網(wǎng)規(guī)。目前已開發(fā)并商用與CDMA、GSM、UMTS等各種標準。家庭基站與運營商的其他移動基站同制式、同頻段，移動終端可以實現(xiàn)無縫漫游。

一個完整的LTE家庭基站又稱HeNB(Home eNodeB)，它集成了NodeB和RNC的多數(shù)功能，且具有后相兼容性(可兼容R8版本以前的終端以及核心網(wǎng))。[5]與傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式相比，用戶可自行安裝家庭基站，只要有寬帶連接即可，無需施工。成本也遠遠低于以往的提高室內(nèi)覆蓋的技術。

Femtocell為單載波，發(fā)射功率為10～100mW，也就是說它具有較小的電磁輻射，并且它可以通過自動監(jiān)測信號調整功率。從而大大減小電磁輻射。這恰好解決了用戶擔心輻射而拒絕在小區(qū)安裝基站的問題。應用家庭基站不僅可以改善室內(nèi)覆蓋，提高室內(nèi)寬帶接入速率，減少延時，還可以減少宏基站的符合，分流宏蜂窩小區(qū)的話務，降低室外宏蜂窩網(wǎng)絡的容量壓力，擴大基站的范圍。

參考文獻

[1] 王寶東.移動通信無線信號覆蓋策略[J].移動通信，2002(10).

[2] 孔慶華.淺談居民小區(qū)無線信號解決方式[J].科技傳播，2010(12).

[3] 邵一敏，申奇.Femtocell技術的由來、優(yōu)勢和市場前景[J].郵電設計技術，2010(12).

[4] 吳先濤.家用基站及其實現(xiàn)技術[J].現(xiàn)代傳輸，2008(6).

[5]唐艷超，裴小燕.Femto室內(nèi)覆蓋優(yōu)勢分析[J].移動通信，2010，34(15).