拐角效應(yīng)不可忽視

拐角效應(yīng)是終端在移動(dòng)過(guò)程中，由于移動(dòng)環(huán)境的改變而造成掉話或服務(wù)失敗的情況中的一種。在TD-SCDMA系統(tǒng)中引入了空間的資源，從而使得系統(tǒng)對(duì)空間位置更為敏感。這對(duì)系統(tǒng)適應(yīng)空間環(huán)境變化的能力提出了更高的要求，而如何合理地配置和使用智能天線起到了舉足輕重的作用。

下面是一種典型的情況，在兩個(gè)基站中間藍(lán)紫色帶紅框的為一個(gè)20米以上的高層建筑群，這個(gè)建筑群是造成拐角效應(yīng)的主要環(huán)境因素。終端從A點(diǎn)到C點(diǎn)的移動(dòng)過(guò)程會(huì)經(jīng)歷切換，而在切換過(guò)程中非常容易掉話，這樣的現(xiàn)象我們稱為拐角效應(yīng)。

拐角效應(yīng)并非TD-SCDMA系統(tǒng)獨(dú)有的，在2G網(wǎng)絡(luò)中同樣存在，引起拐角效應(yīng)的主要原因是終端在切換環(huán)節(jié)的失敗。所謂切換是指當(dāng)前服務(wù)的基站無(wú)法再為終端服務(wù)的時(shí)候，將用戶終端的連接切換到其他小區(qū)，從而使得通信服務(wù)不中斷。

在TD-SCDMA系統(tǒng)中有兩種不同的切換(這里不討論TD-SCDMA系統(tǒng)向FDD系統(tǒng)或GSM系統(tǒng)的切換)，硬切換和接力切換。TD-SCDMA系統(tǒng)引入了多頻點(diǎn)技術(shù)，硬切換在小區(qū)工作在不同頻點(diǎn)時(shí)發(fā)生，在不同頻點(diǎn)間切換，是“先切斷后連接”。接力切換則是由智能天線輔助完成的在同頻點(diǎn)不同小區(qū)間的切換。這兩種不同的切換都會(huì)引起拐角效應(yīng)，當(dāng)然切換失敗的原因不盡相同。

TD-SCDMA系統(tǒng)引入的智能天線技術(shù)雖然可以為切換提供一些有用的位置參考信息，提高系統(tǒng)資源利用率，縮短切換時(shí)間，減少信令交互。但也增加了切換的性能不確定性及不穩(wěn)定性。

分 析切換過(guò)程我們不難發(fā)現(xiàn)，在終端建立與目標(biāo)小區(qū)的業(yè)務(wù)連接時(shí)最容易引起切換失敗。無(wú)法建立與目標(biāo)小區(qū)業(yè)務(wù)連接的原因可能有多種，比如目標(biāo)小區(qū)的RU已經(jīng)用 盡或目標(biāo)小區(qū)業(yè)務(wù)信道SIR無(wú)法保證QOS的要求。無(wú)法建立與目標(biāo)小區(qū)業(yè)務(wù)連接時(shí)能否及時(shí)恢復(fù)與源基站之間的業(yè)務(wù)連接，是掉話與否的主要決定因素。

在恢復(fù)業(yè)務(wù)連接時(shí)，需要智能天線對(duì)UE進(jìn)行重新賦形。由于在拐角后信號(hào)經(jīng)歷高層建筑物對(duì)賦形波束的遮擋，賦形波束無(wú)法有效地到達(dá)建筑物背面而使UE處于賦形盲區(qū)。

專業(yè)解決方案分析

由 于高層建筑物的遮擋，在UE和天線的有效傳播路徑被切斷，這是天線賦形波束無(wú)法到達(dá)UE的主要原因。當(dāng)天線和UE之間的視距傳輸被切斷，有效利用電波的繞 射達(dá)到UE將是使被遮擋區(qū)域變?yōu)楦采w區(qū)的有力手段。Huygen定律使用菲涅爾區(qū)來(lái)描述繞射的信號(hào)衰減，當(dāng)建筑物遮擋在第一菲涅爾區(qū)內(nèi)時(shí)，第一菲涅爾區(qū)場(chǎng) 強(qiáng)接近全部場(chǎng)強(qiáng)的1/2。

通過(guò)對(duì)實(shí)際模型的分析，在了解建筑物高度與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上，可以知道建筑物高度是相對(duì)固定的，而終端的位置又是隨機(jī)的(由于繞射波在峰點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生球面波傳輸，所以一般工程上可將R點(diǎn)定義為小區(qū)的覆蓋邊緣)，所以調(diào)整天線的位置是我們調(diào)整繞射效果的唯一途徑。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化中，天線的掛高、下傾角、方位角和天線的位置是可調(diào)的。

一般情況下，我們調(diào)整天線的傾角就可以達(dá)到目的。因?yàn)橥ǔ５膬A角的設(shè)置是為了減小對(duì)鄰近小區(qū)的干擾，而由于建筑物的遮擋，形成天然抗干擾的屏障，所以可以適當(dāng)減小傾角。從而使TA徑向被天線主瓣覆蓋，這樣信號(hào)功率和繞射的效果能夠得到保證。

如 果下傾角的設(shè)置無(wú)法滿足要求，可適當(dāng)調(diào)整天線的方位角。由于智能天線的賦形波束較窄，當(dāng)高度在第一菲涅爾區(qū)時(shí)，也可能因?yàn)橘x形波束未能彌補(bǔ)繞射損耗而未能達(dá)到理想的信號(hào)功率值。通過(guò)將天線的主瓣轉(zhuǎn)向遮擋建筑可增強(qiáng)增益值而有效彌補(bǔ)繞射帶來(lái)的損耗。當(dāng)然調(diào)整天線方位角會(huì)影響覆蓋區(qū)域的分布，需要整體考慮和優(yōu) 化。

如果下傾角和方位角都無(wú)法達(dá)到要求，則可以考慮增加天線的掛高。由于h的增加，可以使繞射效果更明顯，再疊加天線的垂直3dB帶寬，基本可以彌補(bǔ)繞射帶來(lái)的損耗。

當(dāng)然，如果是一座摩天大樓屹立于面前，再怎么調(diào)節(jié)天線的掛高也是徒勞。而且由于減小了下傾角的大小，可能無(wú)法保證大樓下方的覆蓋質(zhì)量。這時(shí)候，只有考慮將天線位置拉遠(yuǎn)來(lái)滿足繞射的條件。

消除拐角效應(yīng)的瓶頸

TD-SCDMA系統(tǒng)的拐角效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量帶來(lái)了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)，造成拐角效應(yīng)的因素很多，而TD-SCDMA獨(dú)有的接力切換技術(shù)中智能天線的不足無(wú)疑是克服拐角效應(yīng)的一大瓶頸。由于有效的視距傳輸被切斷，智能天線的窄賦形波束又無(wú)法及時(shí)地為終端恢復(fù)服務(wù)，所以帶來(lái)了切換失敗率高，掉話率高的系統(tǒng)缺陷。