無線基站信號覆蓋問題分析與解決方案

陳星云

[摘要]隨著城市化迅速發(fā)展，城市內(nèi)的建構(gòu)筑物也越來越多，使得通信環(huán)境日漸復(fù)雜，導(dǎo)致了很多移動網(wǎng)絡(luò)用戶經(jīng)常出現(xiàn)信號差、網(wǎng)絡(luò)不通的情形出現(xiàn)，為了能夠滿足不同環(huán)境下用戶對于無線信號的需求，就必須要結(jié)合實際情況，采取不同的解決方案，通新建、調(diào)整和優(yōu)化基站設(shè)備，來保證信號傳輸穩(wěn)定性。

[關(guān)鍵詞]無線基站 信號 覆蓋 解決方案

一、前言

自貝爾發(fā)明電話以來，人類對于通信技術(shù)的研發(fā)更新就進入高速發(fā)展時期，到了1978年貝爾實驗室率先成功的研制出了第一代移動電話系統(tǒng)——AMPS，在此基礎(chǔ)上世界各國都相繼進行了創(chuàng)新和發(fā)展，至此1G時代真正到來。在此時期移動通信都是基礎(chǔ)模擬信號的發(fā)射與接收來完成數(shù)據(jù)的交換，然而在這一時期最大的亮點在于一些工業(yè)比較發(fā)達的國家已然研發(fā)出蜂窩式移動通信網(wǎng)，也正是由于該網(wǎng)絡(luò)制式出現(xiàn)將移動通信技術(shù)的發(fā)展真正的推入高速發(fā)展的軌道。從第一代移動通信系統(tǒng)誕生到目前，在不四十年的時間里2G、3G、4G通信技術(shù)的交替更新就是最好的印證。

伴隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展，移動通信用戶數(shù)量也以驚人速度增長，根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心第43次我國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r的統(tǒng)計報告顯示，截止2018年12月，我國手機網(wǎng)民規(guī)模已經(jīng)達到了8.17億。移動無線網(wǎng)絡(luò)用戶的迅速增長和對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的需求越來越高，使得無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量也越來越大，但是由于無線通信基礎(chǔ)選址和建設(shè)要求比較的高，再加上通信環(huán)境也日益復(fù)雜，導(dǎo)致了很多移動網(wǎng)絡(luò)用戶經(jīng)常出現(xiàn)信號差、網(wǎng)絡(luò)不通的情形出現(xiàn)，在即將到來的5G時代，如何解決好無線基站的信號覆蓋問題仍然是當(dāng)前及未來一段時間無線通信領(lǐng)域所面臨的重要任務(wù)。

二、無線基站的構(gòu)成

無線通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以分為兩個部分：一是BSS即基站子系統(tǒng)，二是NSS即網(wǎng)路子系統(tǒng)。而影響無線信號覆蓋及質(zhì)量最直接的就是BSS基站子系統(tǒng)。究其原因，主要是由于基站子系統(tǒng)的主要功能是發(fā)射、接收及管理無線信號，所以要想解決好無線信號的覆蓋及質(zhì)量問題，就必須對基站設(shè)備進行優(yōu)化完善。

三、無線信號覆蓋問題原因分析

（一）建筑物對信號的衰減

近年來我國城市發(fā)展速度非常快，高層、超高層建筑構(gòu)和大型構(gòu)筑物也越來越多，由于這些建筑絕大多數(shù)都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或是鋼結(jié)構(gòu)，其鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)骨架就會使得無線信號的強度大幅度衰減，再加上為了提高結(jié)構(gòu)的安全性能，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也在不斷的提高，恰恰是由于越來越高、越來越密的建筑物給無線信號的穿透能力造成了非常大的影響，這也就是為什么我們在高層建筑的地下室或地下車庫手機信號比較弱甚至是無信號。

（二）無線信號存在弱區(qū)和盲區(qū)

假如將基站比作是一個家用的無線路由器，眾所周知我們離路由器距離越近無線信號則越強，而越遠則信號越弱，如果超出一定的范圍那么就無法接收到信號。事實上無線通信基站也是如此，且由于無線通信基站按標(biāo)準(zhǔn)選址非常困難，再加上信號在傳播過程中受到建構(gòu)筑物或是地形的影響，常常會出現(xiàn)信號弱區(qū)甚至是盲區(qū)，特別是如地下商場、地下車庫、地鐵、隧道等地下活動場所都是無線信號的弱區(qū)和盲區(qū)。

（三）通信系統(tǒng)故障

由于通信系統(tǒng)故障引起的信號弱或是無信號，一般情況下可以分為兩類，一種是基站傳輸誤碼率比較的高或是射頻線連接松動等情況都會造成信號發(fā)射存在問題，進而導(dǎo)致無線信號故障等問題;另一種是天饋系統(tǒng)發(fā)生故障，常見的情形就是室外發(fā)射和接收天線受風(fēng)吹雨淋出現(xiàn)問題導(dǎo)致信號強度變?nèi)醵绊懶盘柕母采w范圍，除此之外天線的老化、天線的方位與角度發(fā)生變化都會對無線通信的信號造成影響。

（四）存在干擾

正是由于目前城市化的腳步越來越高，城市人口也越來越多，由于一個無線通信基礎(chǔ)的容易是有限的，因此為了滿足大量用戶對網(wǎng)絡(luò)的需求，無線通信基站的數(shù)量也在不斷的增多，以此來保證無線信號的強度。然而對于無線通信信號而言并不是基站越密集信號就一定越強，反而如果頻率調(diào)整不好會適得其反造成信號強度變?nèi)?。究其原因主要是由于無線網(wǎng)絡(luò)的頻率范圍是有限制的，而在有限的頻率范圍內(nèi)如果通信基站數(shù)量增多，那么基站與基站之間的通信頻率就會接近，而一理出現(xiàn)同頻或者是鄰頻，那么都會使得基站之間發(fā)射出的信號相互產(chǎn)生干擾，如果用戶在打電話或是上網(wǎng)的過程中手機所接收的無線信號來源不穩(wěn)定，那么就很容易造成通話質(zhì)量差，網(wǎng)速慢的情形發(fā)生。

四、無線信號覆蓋問題的解決方案

（一）完善基站網(wǎng)絡(luò)

就目前我國總體無線通信基站的建設(shè)情況來看，基站的數(shù)量還無法滿足用戶對高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)的需求，當(dāng)前我國以宏基站數(shù)量居多，但是針對隧道、大型住宅及商業(yè)樓等特殊場所的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和完善卻比較的少，因此為了提高無線信號的強度與質(zhì)量就必須要完善基站網(wǎng)絡(luò)

第一，大型住宅區(qū)信號問題解決方法。住宅區(qū)最大的特點就是人員眾多，而且在城市中住宅區(qū)最大的特點就是在工作時間段內(nèi)小區(qū)人員相對比較少，而且在休息時間人員則比較密集，再加上由于樓棟間距比較的小，所以無線信號的衰減也比較的厲害，鑒于這種情況，特別是在人員高峰期完全依靠宏基站來傳輸無線信號是不夠的，為了保證通信質(zhì)量可以充分利用光纖傳輸速率高的優(yōu)勢，在室外分布光纖微蜂窩天線，且由于微蜂窩天線安裝選址相對比較的容易，天線的調(diào)整也簡單，不僅不會對居民的日常生活造成影響，而且還會有效的改善信號質(zhì)量。

第二，大型商業(yè)辦公樓信號問題解決辦法?，F(xiàn)如今信息化技術(shù)和電子商務(wù)已經(jīng)成為了商業(yè)運行的重要組成部分，因此大型商業(yè)辦公樓對于通信質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)速度的要求也非常的高，為了保證這種場所的信號，在室外可以建設(shè)宏基站，在室內(nèi)可以裝置室內(nèi)天線以確保無線信號能夠均勻的分布，以確保良好的通信效果。

第三，高層建筑室內(nèi)信號問題解決方案。對于高層建筑而言地上信號相對比較的強，而地下信號則比較的弱，甚至沒有信號，但是這種情況并不是由于基站信號覆蓋出現(xiàn)弱區(qū)或是盲區(qū)造成的，而是由建筑物本身造成的，因此對于這種場所的信號覆蓋問題解決辦法，可以采用直放站的方式來解決，本質(zhì)上來講直放站就是信號中繼設(shè)備，通過收集周圍的信號來重新發(fā)射，以增大覆蓋的范圍，可以有效的解決高層建筑地下場所無信號的問題。

第四，無線通信密集區(qū)域信號問題解決方法。由于地鐵、火車站、大型娛樂場所等人員密集且無線通信信號使用頻繁，如果使用微蜂窩天線信號覆蓋度確?？梢缘玫礁纳?，但是承載的容量卻比較的少不能滿足龐大人流量對網(wǎng)絡(luò)的需求，而建立獨立的機房對信號質(zhì)量進行改善卻又沒有足夠的空間，因此為了保證這種場所的信號質(zhì)量和覆蓋度，可以采用室內(nèi)光纖宏蜂窩，以保證通信質(zhì)量和覆蓋區(qū)域。

第五，隧道等復(fù)雜通信環(huán)境信號問題解決方法。這種環(huán)境相對比以上其他幾種情況的特點是人員較少，且對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求不高，結(jié)合當(dāng)前的實際來看，這種復(fù)雜環(huán)境的無線通信首要解決的問題是信號的覆蓋。所以為了消除信號盲區(qū)，可以在復(fù)雜環(huán)境中就近選擇基站利用光纖遠拉的方式在隧道等復(fù)雜環(huán)境周邊安裝遠端射頻模塊，以達到信號全覆蓋的目的。

第六，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、郊區(qū)信號問題解決方案。這種區(qū)域人員稀少，而地域范圍又比較的大，采用光纖拉遠的方式肯定是不現(xiàn)實的，因此為了能夠低成本擴大通信覆蓋范圍，可以充分利用區(qū)域大宏基站選址相對容易這一特點，來建設(shè)一定數(shù)量的宏基站，以此來增強無線信號的強度，擴大無線信號覆蓋范圍。

（二）加強檢查維護

雖然目前基站設(shè)備設(shè)施及電氣元件大多都采取了防水措施，但是由于許多基站長期暴露于室外環(huán)境當(dāng)中，受自然環(huán)境的影響時間久了必然會出現(xiàn)線路老化、接觸不良的情形，進而導(dǎo)致無線信號出現(xiàn)問題。因此加強對基站及信號傳輸設(shè)備的日常維護就顯得非常重要。為了保證信號的傳輸質(zhì)量，通信公司可以用制度的形式定期對設(shè)備及線路進行維護，以確保所有設(shè)備穩(wěn)定工作;同時為了應(yīng)對突發(fā)性的故障，企業(yè)可以結(jié)合基站的分布及建設(shè)情況制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，以保障在發(fā)生故障后能夠盡可能以最短的時間恢復(fù)通信。

（三）優(yōu)化基站設(shè)備

基站設(shè)備傳統(tǒng)的天線無論是無線信號的發(fā)射能力還是接收能力都相對有限，因此針對當(dāng)前用戶對網(wǎng)絡(luò)的需求迅速的增長，如果完全更換基站設(shè)備則代價比較大，在這種情形式之下，通信公司可以將基站的普通天線更換為增益天線，以大幅度提升無線信號的覆蓋范圍，同時為了提升用戶的體驗，可以對天線的方向進行調(diào)整，以此來改善無線信號質(zhì)量，提高用戶的感知度。

五、總結(jié)

隨著城市化迅速發(fā)展，城市內(nèi)的建構(gòu)筑物也越來越多，使得通信環(huán)境日漸復(fù)雜，為了能夠滿足不同環(huán)境下用戶對于無線信號的需求，就必須要結(jié)合實際情況，采取不同的解決方案，通新建、調(diào)整和優(yōu)化基站設(shè)備，來保證信號傳輸穩(wěn)定性。未來隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信號覆蓋問題也必然會得到有效的解決，用戶也會有更好的體驗。