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)內設置一個基站為本小區(qū)范圍內的用戶服務,同時,又可在MSC的統(tǒng)一控制下,實現小區(qū)之間移動用戶通信的轉接,以及移動用戶與市話用戶的聯系(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)射功率可以根據用戶的密度進行調整。小區(qū)根據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)設計形式,覆蓋半徑約1~30km。
微小區(qū)(microcell)是在宏小區(qū)的基礎上發(fā)展起來的一門技術。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,信號在樓頂的泄露小。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用距離,每個單元區(qū)域的信道數量較多,因此業(yè)務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,通常存在著兩種特殊的微小區(qū)域。一是“盲點”,由于網絡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)務繁忙區(qū)域,造成空間業(yè)務負荷的不均勻分布。以上兩“點”問題,往往通過設置直放站、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:直放站實質是一個寬帶放大器,設置不合理(括選址及安裝等)或設置得過多,都極易造成對周圍信號的干擾;小區(qū)分裂實質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)務需求的劇增,這些方法更是難奏其效,這樣便產生了微蜂窩小區(qū)(microcell)技術。
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,增加頻率重復使用次數,以提高單位面積容量,適應密集的用戶需要。換句話說,采用小區(qū)分裂的方法, 最后實行微小區(qū)使單位面積內的信道容量和該面積內的用戶密度需求相適配。
微小區(qū)結構主要分兩大部份,一部分放置于施主基站, 與微小區(qū)無線基站相聯,稱之為“微小區(qū)施主接口設備” ,一部分放置于遠端微小區(qū),稱之為“遠端微小區(qū)收發(fā)訊機” 。
中間的傳輸介質可以使用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量的地點,如地下會議室、娛樂室、地鐵、隧道等。作為熱點應用的場合一般是話務量比較集中的地區(qū),如購物中心、娛樂中心、會議中心、商務樓、停車場等地。而在話務量很高的商業(yè)街道等地則可采用多層網形式進行連續(xù)覆蓋,即分級蜂窩結構: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,使得整個通信網絡呈現出多層次的結構。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絡,并作為移動用戶在兩個微蜂窩區(qū)間移動時的“安全網”,而大量的微蜂窩則構成微蜂窩下層網絡。