[科普中国]-热点微蜂窝

内容简介

微蜂窝一般在 2W 左右；覆盖半径大约为100m ～1km ；基站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面5m ～10m ，无线波束折射、反射、散射于建筑物间或建筑物内，限制在街道内部。微蜂窝1最初被用来加大无线覆盖，消除宏蜂窝中的“盲点”。同时由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求。

微蜂窝型基站系统应用的目的是解决一些信号难以覆盖的盲点区和阴影区，比如隧道、地下车库、地下通道、地下商场、高层建筑物低层和顶层等区域；其次还可以解决商业中心、交通要道、娱乐中心、会议中心的话务热点区域的信号覆盖，可以降低这些区域的通信阻塞率和改善通信质量；最后，微蜂窝型室内分布系统也常部署于高层建筑的中间层，可以有效避免手机的频繁切换甚至掉话。

微蜂窝小区的覆盖半径一般在200米左右，天线的高度在15米左右。微蜂窝最初是用来消除盲区的，而现在的微蜂窝小区主要设置在宏蜂窝小区业务繁忙的区域。这是因为，微蜂窝小区天线的发射功率小，允许较小的频率复用距离，使每个单元的信道数增多，可以较好的解决容量和通信质量的问题。

蜂窝移动通信系统中，在网络运营初期，运营商的主要目标是建设大型的宏蜂窝小区，取得尽可能大的地域覆盖率。随着用户的增加，宏蜂窝小区进行小区分裂，变得越来越小。当小区小到一定程度时，建站成本就会急剧增加，小区半径的缩小也会带来严重的干扰，另一方面，盲区仍然存在，热点地区的高话务量也无法得到很好的吸收，微蜂窝技术就是为了解决以上难题而产生的。

微蜂窝特点与宏蜂窝相比，微蜂窝主要特征为：

1．覆盖范围小，一般100m～1km

2．传输功率低，一般10mW～100mW

3．一般安装在建筑物上，无线传播受环境影响大。

4．体积小、安装方便灵活。

由于具备上述特点，微蜂窝可以作为宏蜂窝的补充和延伸，微蜂窝的应用主要有两方面：一是提高覆盖率，应用于一些宏蜂窝很难覆盖到的盲点地区，如地铁、地下室；二是提高容量，主要应用在高话务量地区，如繁华的商业街、购物中心、体育场等。微蜂窝在作为提高网络容量的应用时一般与宏蜂窝构成多层网。宏蜂窝进行大面积的覆盖，作为多层网的底层，微蜂窝则小面积连续覆盖叠加在宏蜂窝上，构成多层网的上层，微蜂窝和宏蜂窝在系统配置上是不同。

微蜂窝的应用在多层网结构中，微蜂窝主要服务对象为低速运动的移动台，对于高速移动台为避免由于频繁地切换而造成掉话，应由宏蜂窝来服务，系统应具有探测移动速度的算法，这种切换算法的好坏直接影响微蜂窝提高容量的能力。

微蜂窝在初期一般是零散地分步在热点地区，话务量比较集中，覆盖面积较小，对容量的提高有限，随着用户的发展，热点地区已由点逐渐连接成片时，微蜂窝就形成了一个独立的微蜂窝层，各个微蜂窝相连，在一定范围内连续覆盖，在这时，可以使网络容量有很大的提高，一般对于半径在1km左右的小区，若在每个扇区的热点地区采用6～8个半径在0.1km左右的微蜂窝组成微蜂窝层，可以使网络容量提高3～4倍。

在微蜂窝连接成片的多层网中，移动台的切换优先在微蜂窝与微蜂窝之间进行，在移动台到达微蜂窝层的边缘，或者微蜂窝拥塞严重，或者移动台进行高速运动时才进行微蜂窝和宏蜂窝间的切换，多层网网络容量的提高是建立在复杂的切换算法的基础上的。

多层网的频率规划可以采用两种方案：一是微蜂窝与宏蜂窝采用相同的频率段，微蜂窝采用偷频的方法配置频点，这种方案的优点是不需要额外为微蜂窝分配频率，主要应用在微蜂窝数量较少的情况下；另一种方案是为微蜂窝独立分配2M～3M频率带宽（10～15载频），微蜂窝层采用频率复用模式，使用与宏蜂窝正交的频率，避免了邻频干扰，减少了频率规划的复杂性，易于进行网络扩容，这种方案适用于大量微蜂窝组成微蜂窝层的情况。

微蜂窝层的站点数量多，传输成本占整个设备投资的比例大于宏蜂窝基站，根据实际情况选择合理的网络结构和传输手段是非常重要的。微蜂窝一般为1～2载频，采用2PCM方式传输时，如果采用星型连接，传输线占有率非常低，一般微蜂窝之间采用链型方式，这样4～5个微蜂窝可以采用一对传输线路接到机房，可以有效地节约成本。相对于PCM方式，利用现有电话线路进行传输的3HDSL传输方式，是目前非常经济的一种传输方式，微蜂窝设备也趋向于内置HDSL传输设备。当微蜂窝由于特殊原因不能采用上述方式传输时，光纤和微波也是较为常用的选择。

多数微蜂窝设备的制造商提供的微蜂窝设备，其发射功率并非限于微蜂窝的功率范围，有的微蜂窝设备的最大发射功率和宏蜂窝相当，可达4W～5W，这就提供了另一种现实的应用，即把微蜂窝设备当作宏蜂窝来使用，在一些建站难度大、成本高的地区，如一些地形复杂的地区或地产价值很高的街区，可以先用微蜂窝设备实现整个网络的覆盖，某些厂家提供的4微蜂窝基站，最大可组成6+6+6的小区，完全可以适应从宏蜂窝到微蜂窝的各种网络规划的需要。

总之，微蜂窝既可以作为基本的覆盖，又可以当作覆盖的补充，还可以随业务量分布和增长，由点到面进行多层覆盖，逐步提高网络的容量。虽然微蜂窝的使用增加了网络复杂性、规划难度以及经济成本，但为了充分利用有限频率，实现业务的持续增长，微蜂窝的使用是网络发展的必然结果。