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用戶所關注的問題。熱點地區話務量大而引起的掉話或信號覆蓋出現“盲區”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，新開發的居民小區多為城市邊緣，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的信號覆蓋的問題，同時也要避免小區臨近街道上的乒乓切換以及多扇區連續切換問題。

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，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，也容易造成連續切換的現象，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

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

對于一些小區，其樓間距為3～10m，其中1～3樓多為“盲區”。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，或是過遠造成重發輸出功率小，達不到預期的效果。當直放站用于消除盲區時，其基站位置宜選在“盲區”外側，緊靠“盲區”的邊沿上。如果選在“盲區”內，就不能達到有效消除“盲區”的目的。

當直放站位于“盲區”以內，直放站所覆蓋的區域僅僅包括“盲區”的一部分，其余的覆蓋區域并沒有包括“盲區”，從而產生一種浪費，不僅如此，本應解決的“盲區”問題也沒有得到解決。而當直放站位于“盲區”邊緣時，直放站所產生的覆蓋區域剛好能夠覆蓋整個“盲區”，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網絡通常都工作在2GHz或是更高的頻率上，這樣室內覆蓋用傳統的方法解決仍存在問題[3]。

家庭基站(Femtocell)是根據3G的發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協議，通過用戶IP寬帶網接入運營商的移動核心網。它的優勢在于體積小，且即插即用、安裝方便、自動配置、自動網規。目前已開發并商用與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)。[5]與傳統的組網方式相比，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覆蓋的技術。

Femtocell為單載波，發射功率為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安裝基站的問題。應用家庭基站不僅可以改善室內覆蓋，提高室內寬帶接入速率，減少延時，還可以減少宏基站的符合，分流宏蜂窩小區的話務，降低室外宏蜂窩網絡的容量壓力，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.家用基站及其實現技術[J].現代傳輸，2008(6).

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