蜂窩移動通信中小區(qū)是指將所要覆蓋的地區(qū)劃分成若干個小區(qū),在每個小區(qū)內(nèi)設(shè)置一個基站為本小區(qū)范圍內(nèi)的用戶服務(wù),同時,又可在MSC的統(tǒng)一控制下,實現(xiàn)小區(qū)之間移動用戶通信的轉(zhuǎn)接,以及移動用戶與市話用戶的聯(lián)系(見附圖:移動通信中的小區(qū))。每個小區(qū)的半徑以及基站發(fā)射功率可以根據(jù)用戶的密度進行調(diào)整。小區(qū)根據(jù)覆蓋半徑大小可分為宏小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)等。宏小區(qū)是最常用的小區(qū)設(shè)計形式,覆蓋半徑約1~30km。
微小區(qū)(microcell)是在宏小區(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門技術(shù)。它的覆蓋半徑大約為30m~300m;發(fā)射功率較小,一般在1W以下;基站天線置于相對低的地方,如屋頂下方,高于地面5m~10m,傳播主要沿著街道的視線進行,信號在樓頂?shù)男孤缎。因此,微蜂窩最初被用來加大無線電覆蓋,消除宏蜂窩中的“盲點”。同時由于低發(fā)射功率的微蜂窩基站允許較小的頻率復(fù)用距離,每個單元區(qū)域的信道數(shù)量較多,因此業(yè)務(wù)密度得到了巨大的增長,且RF干擾很低,將它安置在宏蜂窩的“熱點”上,可滿足該微小區(qū)域質(zhì)量與容量兩方面的要求。
微小區(qū)覆蓋面積并不一定是圓的。發(fā)射天線的高度可以和周圍建筑物高度相同或者略高于或者低于。通常,根據(jù)收發(fā)天線和環(huán)境障礙物的相對位置分成兩類情況:LOS(視距)和NLOS(非視距)情況。
在實際的宏蜂窩小區(qū)內(nèi),通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域。一是“盲點”,由于網(wǎng)絡(luò)漏覆蓋或電波在傳播過程中遇到障礙物而造成陰影區(qū)域等原因,使得該區(qū)域的信號強度極弱,通信質(zhì)量低劣;二是“熱點”,由于客觀存在商業(yè)中心或交通要道等業(yè)務(wù)繁忙區(qū)域,造成空間業(yè)務(wù)負(fù)荷的不均勻分布。以上兩“點”問題,往往通過設(shè)置直放站、分裂小區(qū)等辦法來加以解決。但從原理上講,這兩種辦法也不能無限制地使用:直放站實質(zhì)是一個寬帶放大器,設(shè)置不合理(括選址及安裝等)或設(shè)置得過多,都極易造成對周圍信號的干擾;小區(qū)分裂實質(zhì)就是采用使宏基站變密的辦法(即將覆蓋面大的基站分裂成覆蓋面較小的基站)來增加系統(tǒng)的容量,但當(dāng)基站小到一定程度時,由于干擾和基站接入等問題,這種辦法將難以再進行。特別是近幾年來,隨著移動通信的迅速發(fā)展和業(yè)務(wù)需求的劇增,這些方法更是難奏其效,這樣便產(chǎn)生了微蜂窩小區(qū)(microcell)技術(shù)。
隨著蜂窩移動電話的發(fā)展, 單位面積用戶密度越來越大,但無線的頻譜是有限的,要使有限的頻譜內(nèi)容納更多的用戶,只能采用小區(qū)分裂的方法,增加頻率重復(fù)使用次數(shù),以提高單位面積容量,適應(yīng)密集的用戶需要。換句話說,采用小區(qū)分裂的方法, 最后實行微小區(qū)使單位面積內(nèi)的信道容量和該面積內(nèi)的用戶密度需求相適配。
微小區(qū)結(jié)構(gòu)主要分兩大部份,一部分放置于施主基站, 與微小區(qū)無線基站相聯(lián),稱之為“微小區(qū)施主接口設(shè)備” ,一部分放置于遠(yuǎn)端微小區(qū),稱之為“遠(yuǎn)端微小區(qū)收發(fā)訊機” 。
中間的傳輸介質(zhì)可以使用23GHz微波,亦可以使用光纖,用微波則稱之為“微波微小區(qū)” ,用光纖則稱之為“光纖微小區(qū)” 。
在實際設(shè)計中,微小區(qū)作為無線覆蓋的補充,一般用于宏小區(qū)覆蓋不到又有較大話務(wù)量的地點,如地下會議室、娛樂室、地鐵、隧道等。作為熱點應(yīng)用的場合一般是話務(wù)量比較集中的地區(qū),如購物中心、娛樂中心、會議中心、商務(wù)樓、停車場等地。而在話務(wù)量很高的商業(yè)街道等地則可采用多層網(wǎng)形式進行連續(xù)覆蓋,即分級蜂窩結(jié)構(gòu):不同尺寸的小區(qū)重疊起來,不同發(fā)射功率的基站緊密相鄰并同時存在,使得整個通信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出多層次的結(jié)構(gòu)。相鄰微蜂窩的切換都回到所在的宏蜂窩上,宏蜂窩小區(qū)的廣域大功率覆蓋可看成是宏蜂窩上層網(wǎng)絡(luò),并作為移動用戶在兩個微蜂窩區(qū)間移動時的“安全網(wǎng)”,而大量的微蜂窩則構(gòu)成微蜂窩下層網(wǎng)絡(luò)。