PHS網絡優化中覆蓋問題的探討

2019-11-03 09:23:49

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　中興通訊股份有限公司王炎

　　摘要：本文從PHS網絡優化的角度出發，綜述并分析了三種典型條件下覆蓋存在的問題，并對解決問題的方案和技術進行了分析探討

　　一、概述

　　隨著今年5月17日世界電信日小靈通PHS在上海的正式放號，小靈通終于“修成正果”，成功進入了包括各直轄市在內的全國所有地市以及大部分的縣城，但隨著PHS網絡在各地的初期建設發展和用戶規模的不斷擴大，網絡優化問題逐漸成為各地運營部門最為關注的問題。網絡優化問題的核心實際上就是覆蓋問題，也就是如何能夠使得網絡在特定區域內提供更好的覆蓋，減少系統的盲區，從而提升網絡的價值，更好地服務于用戶。

　　本文從室內區、密集話務區和稀疏話務區三種典型的覆蓋區出發，分別就不同條件下的PHS的覆蓋方案和技術進行了分析探討。

　　二、室內的覆蓋解決方案

　　無論是工作還是生活，大多數人在大多數時間都是在室內度過的，這就注定了室內覆蓋要成為PHS覆蓋研究的重點。解決室內覆蓋，可以從三方面著手考慮。

　　1．基站架設在室外，通過信號的穿透性對室內進行覆蓋

　　這是一種最簡單的方法，采用直接在室外附近架設基站對室內進行覆蓋，由于墻體對信號的衰減是固定的，所以這種室外大功率基站對室內進行定向覆蓋的方法，信號比較穩定，能夠獲得比較好的效果。但這種覆蓋方法對基站和天線的選擇和安裝比較講究，特別對于高樓，可能需要采用定向天線和或者上傾角天線；由于信號來自墻外，因此對于有縱深的樓宇，覆蓋效果會打折扣。需要與其他方法相互補充。

　　2．利用小基站對室內盲區進行覆蓋

　　這也是目前常用的方法，優點是效果很明顯，凡是盲區就增加基站，由于小基站體積小，造型也比較美觀，采用遠供電的方式使得安裝非常靈活，由于小基站覆蓋范圍有限，因此完全采用小基站完成室內覆蓋會造成基站數量較多，從而增加了布線和維護的成本，如果采用與第一種方法相互配合的話倒也可以相得益彰。

　　3．采用室內共用覆蓋系統

　　室內共用覆蓋系統是近幾年才出現的，目前已經成為各運營商關注的一大熱點，它之所以受關注主要是基于成本的考慮，采用這種系統有望通過幾種系統的共用來降低綜合布線成本，并且作為運營商從發展的角度考慮室內覆蓋系統還可以為將來新的系統（比如說3G）所用。由于PHS、WLAN和3G頻段相近（分布在1.9~2.4GHz之間），因此目前考慮比較多的是這幾種系統之間的共用。

　　最簡單的室內共用系統無外乎將不同系統的信號采用合路的方式合并到同一條線纜進行傳輸，這里面有兩種選擇：第一種選擇是將射頻信號合路，即利用PHS、WLAN和3G的頻段比較相近的特點，將射頻信號合路后傳輸，采用泄漏電纜或者遠端天線覆蓋，這種方式節省了射頻單元，但是由于射頻信號頻率高，信號傳輸過程中易衰減，而且由于系統頻響特性要很高，因此符合要求的線纜價格昂貴，這些都是采用射頻合路方式不得不考慮的問題。第二種選擇是采用中頻合路，遠端增加射頻模塊的方式。這種方式的優點很明顯，由于頻率低，合路線纜衰減小，因此傳輸距離可以大大延伸，成本也會低得多，通過供電電流在中頻線纜中合路傳輸，遠端射頻模塊可以實現遠供電非常方便；但第二種選擇的缺點和優點一樣明顯，即不同的系統必須采用不同的遠端模塊來實現上下變頻和功放，這實際上增加了整體的系統復雜度，提高了成本。

　　因此，從上述分析來看，室內共用覆蓋系統主要是一個成本問題，但是它應該可以作為PHS覆蓋的一個很好的發展方向來研究。

　　三、室外密集話務區的覆蓋解決方案

　　密集話務區的覆蓋研究，一直是覆蓋問題研究的熱點，很多新技術的發展都是在解決密集話務區的研究中發展起來的。密集話務區最容易出現的問題是會出現信道數不夠而導致用戶無法通話，而此時手機顯示信號強度也許還很好，這對用戶來說當然是無法接受的。

　　既然會出現信道數不夠的問題，那么最簡單的方式莫過于增加基站，在基站數量較少的情況下這是最直接也是最有效的解決方法，但是當基站數量達到一定程度之后，基站之間難免會產生干擾，比如CCH之間的干擾以及基站、手機之間的干擾，還需要配合采用其他方法來解決。

　　首先需要解決的就是同步問題，如果系統同步問題解決不好，系統會產生嚴重干擾，這也是以下所談各種方法的前提，提高同步精度的方法不是本文所討論的范疇，這里不再贅述。

　　解決方法之一是增加業務信道的比例，通過同比減少CCH來降低基站CCH之間的干擾。在PCS技術剛剛傳入我國的時候，每臺基站都只能支持3個信道，即1個控制信道對應3個業務信道的1C3T，隨著密集話務區對基站信道數的需求，逐漸出現了1C7T以及“捆綁”或者稱為“組控”（兩者實際上是一個意思）的技術，目前大多數廠家都能夠支持1C15T的基站，最新的報道稱已經有了1C31T的更為先進的技術。

　　方法之二是采用智能天線技術。密集話務區的特點是基站數量多，因此基站間以及基站、手機之間產生干擾的概率也相應增加。智能天線技術的最大特點是基站能夠識別和規避同頻干擾，因此智能天線技術的使用能夠很好地解決這個問題，這一點在密集話務區是至關重要的。

　　方法之三是采用小區分割的概念，即降低基站功率，將小區分成微小區、微微小區，包括采用扇區天線減小基站覆蓋角度，這樣在同等面積內就可以增加基站數量而不用再顧慮基站間的干擾了。但是小區分割有可能會增加移動時基站間的切換次數，因此需要權衡考慮。

　　四、室外稀疏話務區的覆蓋解決方案

　　作為一種無線通信系統，PHS的用戶自然也希望在他所移動到的地方都可以使用PHS手機，沒有用戶會對只能在城市的特定區域比如鬧市才能使用的PHS手機滿意，這就引出了所謂稀疏話務區覆蓋的問題。什么是稀疏話務區呢？首先，稀疏話務區是用戶經常會移動到達的地區，因此需要系統進行覆蓋，否則會嚴重影響用戶滿意度；其次，稀疏話務區一般不會同時有很多用戶到達，因此系統的話務量并不需要很大。

　　從概念來看，稀疏話務區是同密集話務區相對的一個概念，主要包括城市中不繁華的地區、城鄉結合地區、鄉鎮以及城鄉之間的道路等等，這些地方的共同特點是，對覆蓋要求比較高，但是對話務量沒有要求，根據這一特點我們可以對應密集話務區來提出稀疏區覆蓋的解決方案。

　　首先，相對于密集話務區需要采用捆綁（或者稱為組控）技術來實現1C15T甚至1C31T基站，由于稀疏話務區的話務量比較低，大部分情況下基站采用1C7T基站應該能夠滿足要求。

　　其次，在密集話務區由于可能存在同頻干擾，建議采用智能天線技術，而稀疏話務區基站比較少，因此是否采用智能天線影響不是很大。

　　第三，相對于密集話務區需要細分小區，稀疏區由于單位覆蓋面積上話務量小，因此同樣的業務信道數理論上可以滿足更大面積用戶的需求，那么最好的方法就是設法增大基站覆蓋面積（增大了小區），這也是一種很好的降低建網成本的舉措。增大基站覆蓋面積有兩種方法，一是同時增大基站和手機的發信功率，這樣下行來看更遠的手機也能夠收到基站的信號，而上行來看基站也能夠收到更遠的手機的信號，覆蓋面積自然就增大了，但這樣做的問題是也許以往賣出去的功率小的手機在離新基站足夠遠的地方可能不能通話，這顯然不是運營商愿意看到的。第二種方法是增大基站的發信功率的同時提高基站的接收靈敏度，這樣即便是普通的手機用戶在基站信號覆蓋的地方都可以通話不受影響。兩種方法比較無疑第二種方法更優。但是，方法雖然更優，但大功率基站的實現是非常困難的：一方面增大發信功率需要更大功率的功放，本身在技術上就是一個難點，同時大功率的功放還會帶來成本的增加。相比之下，基站上行靈敏度的同比提高更加困難，需要有技術上的突破，這也許是到目前為止，尚沒有看到哪一家設備制造商推出了嚴格意義上的大功率基站的報道，所以這方面還需要設備供應商和運營商繼續不懈的努力。

　　五、小結

　　PHS網絡優化的核心問題就是如何解決好網絡的覆蓋，本文把PHS覆蓋區域分成了室內覆蓋區、密集話務區和稀疏話務區，分別對三類區域的覆蓋解決方案做了定性的分析和探討，包括室內覆蓋區采用大功率基站外部覆蓋、小基站縱深覆蓋和共用覆蓋系統覆蓋，密集話務區采用多信道技術、智能天線技術和小區分割技術覆蓋，稀疏話務區采用大功率基站覆蓋等等，拋磚引玉，供業內人士探討。

----《通信世界》