移動信號的室內覆蓋問題及應對策略

趙金栓

【摘要】? ? 在室內通信過程中，電話斷開、語音質量下降、乒乓球效應等問題都與移動信號的室內覆蓋有關。解決這一問題不僅可以大大減少內部信號的盲點現(xiàn)象，而且可以提高聲音質量、網絡質量和通信網絡性能，并擴大覆蓋范圍。在此基礎上，本文的主題是移動信號的內部覆蓋問題。

【關鍵詞】? ? 電波? ? 信號覆蓋? ? 移動通信? ? 盲區(qū)

社會發(fā)展日新月異的同時，移動用戶不僅日趨增長，移動需求也呈現(xiàn)出越來越多樣的趨勢。對于移動通信，居民迫切需要更為優(yōu)質的服務。但是，當前絕大部分建筑為鋼筋混凝土框架，外部裝飾和組合都是完全密封的，這使得無線信號的屏蔽和吸收嚴重，大大減少了從房間發(fā)出的信號，降低了通話質量。造成這些問題的主要原因是室內移動信號覆蓋范圍。特別是網絡的覆蓋、移動通信的容量、品質對經營者來說是重要的要素。競爭網絡覆蓋、網絡容量和網絡質量反映了移動網絡的服務水平，是所有移動網絡優(yōu)化工作的焦點，在這樣的背景下，室內覆蓋系統(tǒng)橫空出世。

一、電波傳播特性

移動無線通信的基礎是無線電波的應用。移動信號的傳播離不開無線電波作為基礎。它的傳播是非常復雜的，不僅在介質中，而且在各種介質的界面上（如地面）也是如此。在通信中，媒體是不同的，有不同的頻率。道路不同，它的規(guī)律和現(xiàn)象是不一樣的。根據(jù)傳播路徑的不同，無線電波的傳播大致可以分為3種類型：地波、天波和直達波。

無線電波的傳播路徑：無線電波利用各類路徑到達接收天線。具體傳播狀態(tài)如下圖1所示。其劃分依據(jù)為地面高度。

1.地波：那些在靠近地球表面的外層空間中運動的被稱為地面波。由于波具有較強的衍射性質，如果波長遠大于障礙物，那么就能夠較好地躲避障礙物。一般來說，地面障礙物并不大，繞開長波的難度較大。短波和中波也可以很好地繞開。短波和微波由于其長度而無法繞過障礙物。地波相對穩(wěn)定，不受白天變化的影響，因此它們可以沿著地球的彎曲表面?zhèn)鞑サ缴戏降牡仄骄€。沖擊波是一樣的，但是只在地面繼續(xù)擴散，在浪費能量的過程中，高頻越短，波長越短，通常在該范圍內。通常，只有本地廣播電臺和附近的州和城鎮(zhèn)可以收聽該波段。長波在地板上進一步移動，但是長距離無線電傳輸是如此之大且昂貴，以至于很少使用，并且在超長距離無線電通信中應用非常廣泛。

2.天波：無線電波如果經過無線離層的反射以及傳播，被稱為直接波。由于電磁波的波長各不相同，則其特性也有較大差異。試驗證明，只有波長在10米以下的微波，才能有效突破電離層。波長在3000km以上的長波，會被電離層吸收。一般來說，波長越長，則電離層中的吸收會越多，反射則越少。波長越短，則電離層中的吸收會越少，反射則越多。所以，以直接波進行傳播最有效的形式為短波。這種波在電離層中的反射能夠達到數(shù)千千米。但是，電離層的穩(wěn)定性不佳，白天較多地暴露在陽光下，晚上暴露在陽光下較少。因此，夜間對中短波和中短波的吸收較弱，但在天空中仍能以波的形式傳播。

3.沿直線傳播的波：對于電磁波、微波、超短波來說，它們一方面不能以地波進行傳播，另一方面不能透過電離層反射進行傳播。具備這種傳播性質的電磁波被稱為直接波。直接波被看作能夠在自由空間內傳播。具體來說，自由空間傳播是理想傳播的條件。盡管情況沒有受到阻礙，但并未被反射，折射，衍射，擴散和吸收，但由于輻射的擴散，能量在整個無線電路徑的后階段不斷輻射。地球為球體，微波的傳播路徑為直線傳播。不論發(fā)射天線，還是接收天線，對于增加傳播距離都很昂貴，但是只有幾十公里。對于長距離通信，有必要建立一個中央站。因為它位于發(fā)射點，所以接收中繼站的地面將大量地傳輸?shù)街欣^站的底部。就像是火炬?zhèn)鬟f，一次一個站，并且在一個遙遠的地方傳輸電信號。線性傳播模型大氣干擾也很小，能量損失也很小，比接收的信號更強，并且更穩(wěn)定。電視和雷達使用微波。從上面可以看出，對于無線電廣播來說，其影響是不容小覷的。

二、室內移動通信信號傳播存在的問題

目前，城市移動用戶呈爆發(fā)式增長趨勢。摩天大樓數(shù)量也不斷增加，交通密度和覆蓋需求也在不斷增加，與之伴隨的是信號傳播過程中的干擾也在不斷增大，這就導致了以下情況——在這種情況下，項目往往無法正常溝通。

因為手機信號的頻率一般是甚高頻和超高頻波段，沖擊波穿透是有限的，所以如果沒有額外的無線電信號的輸入設備在一個大型的質量好建筑的中，大部分的手機信號會受到屏蔽，甚至正常的溝通都不能在室內和室外進行。如大型建筑的底部以及地下區(qū)域，移動通信信號非常弱，甚至沒有信號，手機無法正常應用，這無疑造成了移動通信的盲區(qū)。

信號塔的安置一般位置比較高，如果從不同基站傳輸?shù)男盘栠M入房間，內部信號就會突然變得時強時弱不穩(wěn)定，相同的頻率和相鄰的頻率是干擾嚴重，當移動網絡的移動電話終端不說話時，導致小區(qū)出現(xiàn)頻繁重選的情況，通話被切換的情況非常突出，并最終形成乒乓球效應，語音質量無法保證，通話最終只能中斷。

基站天線高度受到限制，信號一般不能覆蓋建筑物全部，從而形成通信盲區(qū)。同時，在建筑群中，基站分配能力也是有限的，雖然手機的通話功能正常，但是通道卻非常擁擠，無法有效滿足手機發(fā)送信號的需求。上述問題，均是內部信號覆蓋系統(tǒng)需要急需解決的。

三、移動信號室內覆蓋解決辦法

為了解決室內信號覆蓋不完備的問題，最佳解決方式為在建筑物內部安設室內信號覆蓋分布系統(tǒng)。

3.1利用同軸電纜完成移動通信信號室內覆蓋

首先，一種適合于同軸網絡信號的移動通信信號，是將同軸信號轉換成組合了同軸的移動通信信號所屬的移動通信信號，其次是同軸網絡，即移動信號在耦合應用的前提下，將其發(fā)送至既定區(qū)域。換言之，同軸電纜的信號泄露性質被應用于移動信號的發(fā)送中，并到達被有效覆蓋的區(qū)域中。最后，移動信號會完全實現(xiàn)對該區(qū)域的覆蓋。在眾多材料中，同軸電纜應用最為廣泛，而且其成本低、性能高，缺點在于容易磨損。

3.2直放站系統(tǒng)覆蓋法

作為中繼設備，無線直放站系統(tǒng)能夠有效增強通信信號。它接收的最主要的信號是下行鏈路信號，同時在空中載由耦合體的作用下，放大信號經由中繼器，然后進行功率分配功率分配器，最后在放大的下行鏈路信號的影響下，通過天線通信樓，實現(xiàn)轉播。國內小型無線轉發(fā)器是轉發(fā)器的一種，其突出特點是小型。在低信號區(qū)域，如地下車庫等區(qū)域應用非常普遍。這個方法不僅投資不大，而且見效非常快。但是其缺點也是比較突出的，如穩(wěn)定性不足，極易形成頻率干擾。而且其覆蓋區(qū)域也比較小，無法有效解決網絡通道容量問題。

3.3微蜂窩基站法

低功率蜂窩基站的主要作用在于分配系統(tǒng)信號源，同時信號會被連接到其他基站中，同時，在室內分配系統(tǒng)傳輸（具體見圖2所示）的作用下，信號能夠有效傳輸。覆蓋系統(tǒng)的優(yōu)勢非常明顯。微蜂窩基站不僅能夠增加空閑信道，而且能夠增加網絡信道。通過微蜂窩基站的直接有線連接，信號純度不斷增強，信號干擾、呼叫受阻的情況得以避免。加速了連接速率。

四、結束語

總之，在配送系統(tǒng)中設置的手機信號室內覆蓋，不僅在一定程度上改善了內部網絡的質量和音質以及移動通信系統(tǒng)的能力，還大大降低了室內信號的死角現(xiàn)象。另外，還可以改善某些高層建筑的高層部分，如通話中斷等問題。構建室內覆蓋系統(tǒng)可以提高室內通話質量，提高手機接入速度，開辟高品質的室內移動通信區(qū)域。微蜂窩系統(tǒng)可以共享室外宏蜂窩業(yè)務，拓展和發(fā)展室內移動通信的范圍。微蜂窩系統(tǒng)還可共享服務、增加網絡容量并提高移動網絡的服務水平。在此基礎上，本文對移動信號的內部覆蓋及對策進行了分析，希望能為相關人員提供參考。

參? 考? 文? 獻

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