摘要：现阶段我国经济的飞速发展，社会主义现代化建设的逐步完善，我国的科学技术得到了前所未有的进步，传统的工作模式、娱乐模式都得到了丰富，以计算机、互联网为代表的技术手段流行开来。智能小区是居民居住地的新型模式，它是指结合移动通信网络，在小区中覆盖智能化通信的一种优化工程。本文分析了智能小区移动通信现状及其对智能小区重要性的基础上, 结合实施移动通信网络覆盖优化工程的要求, 给出了智能小区移动通信网络覆盖优化的方法, 并强调在规划、实施的过程中室内外分布系统要统一规划设计与优化, 使智能小区移动通信的室内外信号强度平衡、覆盖效果良好, 通信达到最佳状态。
关键词：智能小区；移动通信；网络覆盖优化
1.智能小区的网络覆盖状况
在智能小区及其室内环境下 ,电磁波在自由空间传播的损耗随着距离和频率的增大而显著增大 。同时,由于受多径衰落及建筑材料屏蔽的影响 ,基站对周边小区内的覆盖通常存在以下状况:
1)建筑物低层区。低层区域内极易产生较多的阴影区和盲区,造成信号衰减特别严重,用户通话时断时续、话音不清。一层、电梯、地下车库和地下室等区域信号衰落更大 , 基本上为覆盖盲区 ,用户不能正常通话 ,甚至难以接入 。由于该区域涉及区域广 , 用户数量多, 一般采取增加基站(包括宏峰窝和微蜂窝基站 )及室内外分布系统等措施加以解决 。
2)建筑物中层区。中层区域较少受到屏蔽
影响, 可收到周围多个基站的信号,但这些信号严重重叠, 同频 、邻频干扰严重 , 用户通话时会不停地在几个小区间切换 , “乒乓效应”严重 , 一般可引入室内分布系统加以解决, 但要避免产生对室外分布系统的干扰。
3）建筑物高层区。高层区域不是没有信号 ,而是信号太多 、太杂,电磁环境恶化,区域内存在很强的外界信号覆盖, 用户无法解出任何一个小区的码,无法登录任何小区, 形成 “孤岛效应 ”,导致建筑高层区域用户无法通话,形成通话盲区。该状况下要对周围基站天线的俯仰角和方位角进行适当的调整,同时引入室内分布系统。
4）居民环保意识增强,基站建设难度增大。由于人们对电磁辐射越来越关注 , 在小区内找到合适的站址很困难。传统基站因外观简陋, 容易受到居民或业主的抵制。针对小区环境可以采用赋形天线和美化天线加以解决 , 使它们很好地与小区环境协调一致。
针对智能小区移动通信存在低覆盖、低场强、低接通率、低质量和高掉话率等网络问题 ,为了充分发挥网络资源 ,提高现有资源的利用率 ,解决智能小区移动网络覆盖优化问题刻不容缓。主要从两个方面加以解决 ,一个是智能小区室外分布系统 ,另一个是智能小区室内分布系统 。
2.智能小区移动通信网络覆盖优化方案
2.1智能小区室外分布系统
由于现在的智能小区形式多种多样, 有高层小区、密集型小区、别墅群等 , 小区的布局方式也是各有特色 ,没有统一的方案, 因此在智能小区中移动网络覆盖与优化中也没有统一的方案 。但是在规划实施中以下几个因素是要重点考虑的:信号源接入方式、信号传输方式、天线选择 、系统噪声和隔离度 、电磁环境卫生要求和工程可实施性等 。智能小区内移动通信室外分布系统中主要有以下几种方式:基站优化调整、增加基站 、安装直放站和室外光电分布等。
1）基站优化调整：基站优化调整就是对现有基站进行优化参数和工程参数调整 。 BSC数据库中有许多与优化相关的控制参数可以适当调整,如载频功率等级 、允许接入的最小接收电平 (RX LEV ACC MIN)、RACH最小接入电平、切换和功控相关参数等。但在常规情况下 , 优化参数的调整对广域覆盖这类问题帮助不大, 因为这种区域信号强度较弱。虽然像 GSM网中的无线链路失效计数器 、SACCH复帧数 、T200定时器等参数的调整会对指标进行提升, 但对用户而言并没有实质的改善 。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆天线工程参数的调整包括挂高、方向角和下倾角等方面,对较近距离的广域覆盖会起到一定的作用 。根据Okumura传播模型, 覆盖距离随天线挂高的升高而增大 ,提高天线挂高能够起到明显的效果,但天线挂高过高会增加信号重叠区域 、出现越区覆盖现象而影响通话质量。
2）增加基站：增加基站包括增加宏蜂窝基站和微蜂窝基站 。宏蜂窝基站建设是最传统的覆盖解决方式,优点是覆盖面积广 、效果好 、容量扩展性强 、便于维护, 缺点是站址难以确定 ,工程期长,投资大 。微蜂窝基站发射功率小 , 信号的覆盖半径为30～ 300 m,信号传播及覆盖主要沿着视线范围进行 ,主要目的是在小范围内提供大话务量 ,在用户密度大 、话务相对集中的 “热点 ”地区提供足够的信道数 ,解决容量问题。另一个目的是用于盲区覆盖(如室内 ),或加上放大器在边远地区解决覆盖问题 。微蜂窝主要利用切换来分担宏蜂窝的话务 ,它可以看成是小区中的小区 ,让宏蜂窝中的通话切换到微蜂窝 ,并且尽可能驻留在微蜂窝,从而分担宏蜂窝的话务,有效地减少拥塞 。
3）安装直放站；直放站通过在目标区域放大基站上下行链路的信号强度来有效增加基站的覆盖面积, 用于延伸基站覆盖范围, 加强小区覆盖, 填补盲区, 提高网络的接通率和通话质量 。直放站的优点是投资成本较低 、工程实施简单 、建设周期短 ;缺点是覆盖范围较小 ,不能增加系统容量 。引入直放站后会给基站增加 3 dB以上的噪声,使原基站工作环境恶化 ,覆盖半径减少。如果直放站自激或直放站附近有干扰源 ,将对原网造成严重影响 。
4）室外光电分布；室外光电分布采用微蜂窝作信号源, 由直放站 、射频电缆 、光缆 、耦合器、功分器 、室外天线等设备组成系统, 可以比较全面地解决小区室外覆盖问题 ,并与室内分布覆盖一并进行 ,整体解决小区的覆盖问题 。该方式线路传输损耗小 ,信号覆盖效果好 ,干扰小。最好和小区前期建设同步进行,在小区配套施工时就进行方案制订、管线预埋、光纤路由确定等工作, 缺点是工程实施比较复杂、建设周期长、设备投资大、物业协调困难等。
在以上几种方式中需要强调的是天线类型和形状, 以及天线的具体安装位置 ,应尽量采用美化天线方式对分布式天线进行隐蔽处理 ,降低天线的敏感度,与小区环境尽量协调一致 。选择天线型号时应重点考虑其增益、水平和垂直波束宽度等指标 。
2.2智能小区室内分布系统
室内分布系统通过一定的方法将基站信号引入室内 ,再利用信号分布系统将这些信号均匀分布在室内。它能够完善网络覆盖,改善网络质量,扩充网络容量,解决信号干扰等问题 ,同时增加移动运营商的收入 ,提高市场竞争能力 。
3.典型案例
我国某智能小区的移动通信网络覆盖主要依靠的是周围基站的辐射覆盖，但是由于居民的增多，通信量的增加，导致网络信号质量降低，严重影响了通话质量。低层区域信号强度空闲状态下为一70dBM，中层区域为一65dBM，停车场、储存室等盲区则无法正常通信。基于这种现状，该小区在合理布置天线位置的同时，整个分布系统保持了合理的上行噪声和下行交调，达到了室内外信号强度的合理分布。工程完善后，测试通信网络覆盖情况达到了标准，进出电梯和车库也不会停止通话。
结束语：智能小区移动通信网络覆盖优化对移动运营商来说是非常重要的, 它不仅可以避免已有用户的流失 ,吸引新用户入网 ,还可以充分发挥网络资源 ,提高现有资源的利用率, 但是, 它没有统一的解决方案 ,要根据每个智能小区的地理位置 、地理环境 ,小区内楼群的分布情况 、楼层的高度,小区周围基站分布情况及其无线信号状况 ,进行全面综合考虑 ,才能确定合理的解决方案 。另外 ,在对智能小区移动通信网络覆盖优化时, 不要把室内分布系统和室外分布系统割裂开,要把室内外分布系统进行协同优化 ,综合考虑平衡室内外信号强度, 使覆盖效果达到最佳。
参考文献：
[1]杨奕---室内覆盖系统和直放站在移动通信网络优化中的应用---电信快报---2015
[2]周培祥---山东建筑工程学院新校区移动通信解决方案---山东建筑工程学院学报 ---2016
论文作者:叶月金
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/16
标签：基站论文; 小区论文; 信号论文; 智能论文; 天线论文; 移动通信论文; 蜂窝论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;