關于移動通信網絡室內覆蓋系統和直放站的應用探討

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摘要：隨著移動通信網絡規模的日漸壯大和用戶的日益增多，移動通信網絡也面臨嚴峻的挑戰。人們在享受室外的移動通信服務的同時，也希望能享受到優質高效的室內移動通信業務。合理地使用直放站設備可以起到擴展基站覆蓋范圍，吸收話務，提高網絡資源利用率的作用。在工程實踐中需要根據直放站的特性，避免或減小直放站對網絡造成的負面影響。這就對移動通信企業的服務和其系統的性能提出了更高的要求。

關鍵詞：移動通信；室內網絡覆蓋；直放站

1.移動通信網絡室內覆蓋系統的概述

1.1室內覆蓋系統

室內覆蓋系統主要是用于改善建筑內部無線網絡通信環境的一種網絡覆蓋系統，該系統將多個室內天線以特定的方式進行部署和組合，使得基站信號在室內實現均勻延伸，保證室內環境內的無線網絡得到有效覆蓋。

1.2室內覆蓋系統的網絡環境

室內覆蓋系統主要被部署在高層建筑中，其在應用時可根據室內環境的空間區域不同分為低層、中層以及高層等幾部分。

由基站發射的信號若希望覆蓋到高層建筑的低層室內范圍需要經過多種障礙物的阻擋和反射，信號到達室內環境時會出現較大幅度的衰落或損耗，在高層建筑較為密集的區域和建筑的地下區域，無線信號甚至無法到達。

基站信號在對建筑中層進行覆蓋時則容易出現多基站覆蓋的情況，不同基站信號相互疊加會使得信號之間出現相互干擾，用戶處于多基站重疊區域也會出現頻繁的網絡切換，這些現象都會降低用戶的通話質量。

建筑的高層區域雖然可以避免盲區的出現，但是其空間位置決定了該區域內的同頻、鄰頻干擾較為嚴重，無線環境較為惡劣，容易出現孤島效應，導致用戶無法使用無線網絡。無線信號穿過建筑進入室內環境時也會出現衰落，衰落可達10dB到25dB。而某些用戶較為集中的區域如超市、商場等還具有用戶數量大，通話頻率高，基站承載有限等情況。

1.3室內覆蓋系統的建設與優化

首先是合理預測室內環境話務量和信號傳播模型，保證系統規劃和建設的合理性，避免資源浪費或覆蓋效果不理想等情況的出現。然后根據上述預測結果選取信源。主要分析覆蓋過小導致信號盲區問題，解決信號盲區的方法很多，室內覆蓋系統進行網絡優化可以從以下幾方面著手。

1.3.1微蜂窩。與傳統的宏蜂窩相比，微蜂窩的主要特點是：1）天線一般安裝在屋頂上，受周圍建筑物環境的影響大；2）覆蓋范圍小，一般為l00m-1km；3）傳輸功率低，一般為10mw-100mw。由于這些特點，微蜂窩不可能用來作為網絡覆蓋的基本手段，但其體積小，安裝方便、靈活，因此它可以作為宏蜂窩的一種補充和延伸。

1.3.2直放站。由于無線傳播環境的復雜性、覆蓋地形多樣性、基站位置及覆蓋范圍的有限性，在蜂窩移動通信系統中有時需要用直放站來補充或擴展基站覆蓋。它實際上是一個雙工放大器，接收基站下行信號及移動臺上行信號，放大后分別轉給移動臺和基站。其特點是：1）天線一般置于屋頂，信號強度受周圍環境影響大；2）覆蓋范圍有限，一般為100m-1km；3）只能順著接收BTS信號方向正向覆蓋，不可逆向覆蓋，因此覆蓋角度≤180度，這一點與微蜂窩有差別；4）直放站不能用于提高容量，只是占用施主BTS的信道資源，這一點也與微蜂窩不同。

1.3.3塔頂放大器。塔頂放大器就是放置在基站收發信機與天線之間的雙工放大器，它通過低噪聲放大器將接收信號電平放大，從而減少BTS和天線間饋線損耗，提高接收基站靈敏度，增加上行鏈路信號的傳播距離或提高發射機發射功率，最終提高覆蓋范圍，微蜂窩與直放站相比，提高網絡覆蓋的程度更為有限。

2.直放站在移動通信系統中的應用

2.1直放站概述

直放站是同頻放大裝置，是無線電發射中轉設備在傳輸中播放的無線通信信號增強器。鏈接處理放大相同的工作，通過上行鏈路發送到相應的基站的覆蓋區域內的移動臺的上行鏈路信號，以實現基站和移動臺的信號傳輸。在下行鏈路中，從施主天線現有覆蓋區域中，通過一個帶通濾波器的帶外信號的良好的隔離拾取信號的中繼器，濾波后的信號被功率放大器放大，再次被發送到覆蓋區域。

2.2直放站的主要用途

（1）盲區覆蓋。直放站作為基站覆蓋的延伸，將基站信號接收放大后傳送到更大范圍的區域，為原信號覆蓋不佳的地區提供服務。這也是目前直放站最普遍的應用方式，多用于為對話務的需求不高的邊緣鄉鎮、交通干線、室外特殊地形和旅游景點提供覆蓋。

（2）室內覆蓋。在一些深層的建筑物（如商場、寫字樓）或陰影地區（如隧道、地下室等）設置直放站也可以收到很好的效果。

（3）話務平衡。利用直放站的延伸特點將空閑基站的服務引入繁忙基站的覆蓋區域之內，可以起到疏導的作用，幫助整個系統進一步實現話務平衡。

（4）網絡優化。由于各種原因，在某些服務區之間的局部區域尚存在信號微弱的情況，由于區域面積較小或無高話務的需求，所以再建設基站并不合適，可以利用直放站來改善該區域的信號狀況。

目前常用的直放站可以分為無線直放站、光纖直放站以及直放站等三類。

2.3移動通信直放站的應用和對網絡的影響

直放站可以擴大服務范圍，消除覆蓋盲區，如一些山谷地區的覆蓋；在公路、郊區增強覆蓋效率，還可以解決一些地下商場、停車場等信號弱的盲區。再將空閑的信號引到繁忙基站的覆蓋區，從而實現疏忙。

2.3.1網絡優化

由于多種原因，在某些服務區之間的局部區域仍然存在信號微弱的情況，但由于區域面積較小或者是無高話務的需求，所以不適合建設基站，但可利用直放站改善該區域的信號狀況。

2.3.2山區的覆蓋

在山中常會遇到以下情況：在山區經常會碰到這樣的情況，覆蓋目標位于山谷中，距離基站直線距離非常近，但由于被山脈阻擋，信號無法到達。這時，可沿山谷走勢，在拐點處選擇合適的位置安裝一直放站。由于直放站接收信號的方向和發射信號的方向成一定的角度，相當于基站信號在直放站處轉了一個彎。直放站的施主天線和服務天線分別放在山體的兩側，利用山體形成天然的屏障，直放站的性能可以得到充分發揮。

2.3.3公路、郊區和農村的覆蓋

隨著社會經濟的快速發展，公路和高速公路的建設將逐步增加，覆蓋的道路進入一個非常困難的問題。直放站有效地節約資源，得到了廣泛的應用，在這些地方，通過宏基站帶直直放站的方式在很大程度上節約了成本。在郊區或農村地區，主要解決覆蓋問題，在鋪設光纖的地區最好采用大功率光纖直放站擴大信號覆蓋范圍。但在可以接收基站信號的區域，通過使用無線直放站的解決方案來解決信號的覆蓋范圍問題，可以使用被轉移直放站的距離來增加信號的覆蓋范圍。

2.3.4城市密集的地區

在擁擠的城市，用戶量較多，所以基站的數量也很多，信號范圍和強度也較好，直放站可以解決信號覆蓋小范圍的地區和建筑物。在這些區域，通常情況下樓頂信號較強且信號單一，可選擇功率合適的直放站安裝在樓頂，服務天線放在樓群中間，利用樓體的隔離可以有效地控制直放站的覆蓋。這種應用方式可以看作是街道微小區的一種建設方式，但是這種建設方式中發射功率的設定以及天線安裝位置的選定復雜，當信號從微小區中泄漏時，容易對現有網絡質量造成破壞。

3.結語

室內覆蓋系統和直放站是基站系統的有效延伸和補充，對于優化移動通信網絡，提升服務質量具有重要意義。實際應用中應該根據區域空間特點和網絡覆蓋條件選用適當的優化方式對移動網絡進行優化。

參考文獻：

[1]楊奕.室內覆蓋系統和直放站在移動通信網絡優化中的應用[J].電信快報，2012（12）.

[2]吉多杰加.移動通信網絡優化現狀及發展趨勢[J].價值工程，2012