通信中的幾個效應

1、波導效應波導效應（即隧道效應）主要由建筑、峽谷等引起，如兩旁建筑整齊的街道、隧道、較長的走廊、巖石峽谷等都會形成波導效應，信號傳播如在波導內(nèi)傳播相似，沿波導方向損耗小，信號就強，其他方向損耗大，信號強度就弱。波導效應容易引起越區(qū)覆蓋和導頻污染等，在井型街道會引起切換頻繁、掉話等。波長越短的無線電波，當遇到在物體時，在其表面發(fā)生鏡面反射的可能也越大。當信號在兩側是規(guī)則樓房的街道中傳播時，便是以反射方式進行，我們稱之為“波導效應”。當手機收到強弱不同和接到達手機時間不同的信號會有什么效果，可能會掉話也有可能出現(xiàn)通話質(zhì)量差，就像光波一樣，有直射的信號也有反射和折射的信號被手機檢測到。波導效應在城市環(huán)

2、境中存在，由于街道兩旁有高大的建筑物，結果使得沿傳播方向的街道上信號增強，垂直于傳播方向的街道上信號減弱，兩者相差達10dB以上，這種現(xiàn)象在離基站距離越遠，減弱程度就越小，隧道覆蓋會存在波導效應,微波傳輸也會存在波導效應,波導效應衰落的比較快。乒乓效應移動通信系統(tǒng)中，如果在一定區(qū)域里兩基站信號強度劇烈變化,手機就會在兩個基站間來回切換,產(chǎn)生所謂的"乒乓效應"。解決措施：1、調(diào)整兩個小區(qū)的切換門限2、控制其中一個小區(qū)的覆蓋（調(diào)整接入?yún)?shù)、調(diào)整天饋、降低功率等），保證該區(qū)域有主覆蓋小區(qū)3、防止“乒乓切換”的辦法是：遲滯在基站下載的參數(shù)文件中有兩個參數(shù)需要我們注意，即“ 再呼叫型

3、區(qū)間切換處理電平”(參考值：23dB)和“再呼叫型區(qū)間切換區(qū)域的選擇電平”(參考值：32dB)。這兩個參數(shù)表示在通話時，當手機接收到原基站的信號強度降到23dB時，手機發(fā)起申請，要求做基站間的切換（Handover）,即切換到下一個基站上通話。但下一個基站信號必須在32dB以上，手機才能真正切換過去，否則只能在原基站上通話。之所以這兩個參數(shù)間有9dB的差值，目的是防止“乒乓效應”。為說明這個問題，我們假設這兩個電平值接近，比如都為23dB。此時，手機雖然可以很容易地切換到下一個基站上去，但是由于移動通信的信號有不穩(wěn)定的特點，很可能剛切換過來的基站的信號又變?nèi)?，手機又開始往回切換，從而造成“乒乓

4、效應”。這兩個值相差越大，“乒乓效應”發(fā)生的可能性就越小。但太大又可能造成手機在合適的時候無法使用下一基站通話。一般情況下，我們都采用上面給出的參考值；一些特殊環(huán)境也可考慮改變這些參數(shù)。上面我們討論的是由手機發(fā)起切換申請的情形，另外還有由基站發(fā)起申請的情形，即當基站接收手機的信號弱到一定程度（6dB），由基站通知手機做切換，如果此時手機能找到一個信號強的基站(32dB以上)，則切換到該基站上通話。造成“乒乓效應”有兩種可能，一是通信信號很不穩(wěn)定，二是兩參數(shù)值間隔太小。 有這樣一個例子，某一高層樓房，外面采用日立大功率基站定向覆蓋，樓內(nèi)采用20mW京瓷基站覆蓋。在樓房內(nèi)的辦公室中，當客戶通話過程

5、中如果轉動身體，則手機便做頻繁的切換，甚至無法通話。這是因為，開始時假如用戶使用外面的基站進行通話，手機的上行信號能夠經(jīng)過窗口（較強）和透過墻壁（較弱）到達基站。當轉動身體時，手機通過窗口的信號減弱，造成外面基站幾乎收不到手機的信號，于是基站申請要手機做切換，以使用周圍的比如室內(nèi)基站。當用戶再轉動身體時，室內(nèi)基站信號又變?nèi)?，室外基站信號變強，手機又往回切，造成“乒乓效應”。這里的情況主要是由于外面基站采用定向天線的天線陣陣元數(shù)目太少（基站側的另兩根全向接收天線對手機的上行信號幾乎不起任何作用，因為它們在該用戶方向上的接收增益非常微弱），造成下行信號在室內(nèi)和上行信號在基站側的多徑衰落深度加大，信

6、號不穩(wěn)定。對于室內(nèi)20mW基站，其信號強度本身就弱，并且它的天線也為簡單陣元結構，本身消除多徑效應的能力也很弱。所以，用戶所處環(huán)境多徑衰落非常明顯，信號在空間上（手機側）和時間上（基站側）很不穩(wěn)定。 要解決這個問題，須將兩個定向天線同時覆蓋該樓房，并將另外兩根全向接收天線也換成定向天線，以接收來自大樓方向的手機信號；還可以適當調(diào)高周圍相關基站的兩個切換參數(shù)間的差值?；蛘邔⑷樟⒒緭Q作京瓷基站（因京瓷基站4根天線均為發(fā)射和接收天線，可以更好的減小多徑衰落；但此時基站會由于采用了定向天線，其自適應功能而被浪費掉）。在滿足話務覆蓋的情況下，室內(nèi)的20mW基站也可以不用安裝。記憶效應記憶效應多發(fā)生在基

7、站分布較密集，移動臺快速行使的情況下，如城市的高架道路、城市的輕軌以及磁懸浮列車路線等。產(chǎn)生條件：某一基站A存在兩個同頻不同BSIC的鄰區(qū)關系B和C。移動臺從B站附近經(jīng)過，鄰區(qū)表中已解出B小區(qū)的BSIC，過后，以動態(tài)快速行使至A小區(qū)覆蓋區(qū)域，并切換到A小區(qū)，此后，移動臺在快速行使至C小區(qū)主覆蓋區(qū)域，此時，C小區(qū)的電平很強，已達到切換條件，基站下發(fā)切換命令，但造成切換失敗。產(chǎn)生原因：在通信過程中，移動臺為了和其鄰小區(qū)建立起預同步切換關系就必須要根據(jù)服務小區(qū)下行SACCH攜帶系統(tǒng)消息的指示去收聽其鄰小區(qū)的BCCH信道，BCCH信道攜帶著小區(qū)的同步和頻率校正信道，移動臺驗證它接收的信道確實是BCCH

8、的一種辦法就是確認這個頻率是否攜帶著FCCH。預同步要求移動臺不僅要對其鄰小區(qū)的FCCH解碼而且要對帶有TDMA幀號和BSIC號的SCH來解碼。就移動臺而言它只有通過TCH26復幀的空閑幀才有足夠的時間來解譯其鄰小區(qū)BCCH信的信息。在數(shù)據(jù)交換過程中，移動臺可以在接收結束和發(fā)送開始這個時間間隔（約1ms）來測量本小區(qū)的接收電平和質(zhì)量，但沒有足夠時間來測量鄰小區(qū)的電平；但在移動臺發(fā)送結束和接收開始這個時間間隔（約2ms）內(nèi)，它不僅可以用來測量本小區(qū)的接收電平和信號質(zhì)量，還可以測量鄰小區(qū)的電平，但還是沒有時間來尋找鄰小區(qū)的FCCH并解碼SCH；在TCH26復幀結構中總有一個空閑幀，移動臺可以利用這

9、個空閑幀所帶來的長間隔（約6ms），來進行FCCH和SCH的解碼。但這個空閑幀并不一定正好對應上鄰小區(qū)的FCCH信道。這里就是26和51兩個數(shù)的算術特性介入的地方，因為這兩個數(shù)沒有公因子，兩個周期隨時間推移而循環(huán)，可使空閑幀肯定能在11個循環(huán)周期內(nèi)與FCCH對準。在通話過程中，手機沒有足夠的時間取得同鄰小區(qū)的同步，根據(jù)GSM規(guī)范，當某一頻點消失后，手機內(nèi)存中會保存該頻點以及BSIC大概10秒鐘，當再次出現(xiàn)該頻點時，在沒有解出BSIC之前，將以前存在內(nèi)存中的該頻點的BSIC碼，作為當前的BSIC碼。解決措施：主要是修改BCCH的頻點。在高速路段盡量拉開同BCCH小區(qū)的間距，使移動臺不斷刷新儲存的

10、BCCH和BSIC的對應關系，減少“記憶效應”的發(fā)生。孤島效應造成越區(qū)覆蓋原因：天線掛高較高，覆蓋較遠；該區(qū)域覆蓋較差，沒有主覆蓋；地形復雜引起覆蓋的不規(guī)則；相鄰關系定義不全造成的孤島效應等。危害：對其它基站造成干擾，丟失鄰區(qū)關系形成孤島效應而導致掉話等。如何判斷越區(qū)覆蓋？在測試中判斷越區(qū)覆蓋，主要從以下幾個途徑：1、看服務小區(qū)：在測試地點，MS占用附近基站以外的基站的信號。即MS和服務基站之間另有基站相隔?？梢耘袛喾招^(qū)存在越區(qū)覆蓋。2、看鄰小區(qū)：如果發(fā)現(xiàn)鄰小區(qū)中存在附近基站/小區(qū)之外的小區(qū)，且電平和附近小區(qū)的電平相當或更高?？梢耘袛嘣撪徯^(qū)存在越區(qū)覆蓋。1、增大天線傾角（推薦）2、降功率

11、。要慎重，有可能造成該小區(qū)主力覆蓋方向的室內(nèi)覆蓋不好！3、對于全向站而言，天線傾角無法更改，添加切換關系，適當降一點功率；更改頻點等。多徑效應由電波傳播信道中的多徑傳輸現(xiàn)象所引起的干涉延時效應。在實際的無線電波傳播信道中(包括所有波段)，常有許多時延不同的傳輸路徑，稱為多徑現(xiàn)象。通常信號從端到端的傳播路徑可以是直射、反射或是繞射等,不同路徑的相同信號在接受端疊加就會增大或減小信號的能量,即所謂的多徑干擾。多徑效應移動體(如汽車)往來于建筑群與障礙物之間，其接收信號的強度，將由各直射波和反射波疊加合成。多徑效應會引起信號衰落。各條路徑的電長度會隨時間而變化，故到達接收點的各分量場之間的相位關系也

12、是隨時間而變化的。這些分量場的隨機干涉，形成總的接收場的衰落。各分量之間的相位關系對不同的頻率是不同的。因此，它們的干涉效果也因頻率而異，這種特性稱為頻率選擇性。在寬帶信號傳輸中，頻率選擇性可能表現(xiàn)明顯，形成交調(diào)。與此相應，由于不同路徑有不同時延，同一時刻發(fā)出的信號因分別沿著不同路徑而在接收點前后散開，而窄脈沖信號則前后重疊。多徑效應不僅是衰落的經(jīng)常性成因，而且是限制傳輸帶寬或傳輸速率的根本因素之一。在短波通信中，為保證電路在多徑傳輸中的最大時延與最小時延差不大于某個規(guī)定值，工作頻率要求不低于電路最高可用頻率的某個百分數(shù)。這個百分數(shù)稱為多徑縮減因子，是確定電路最低可用頻率的重要依據(jù)之一。圖中為多徑縮減因子與路徑長度的關系。對流層傳播信道中的抗多徑措施，通常有抑制地面反射、采用窄天線波束和分集接收等。遠近效應由于手機用戶在一個小區(qū)內(nèi)是隨機分布的，而且是經(jīng)常變化的，同一手機用戶可能有時處在小區(qū)的邊緣，有時靠近基站。如果手機的發(fā)射功率按照最大通信距離設計，則當手機靠近基站時，功率必定有過剩，而且形成有害的電磁輻射。解決這個問題的方法是根據(jù)通信距離的不同，實時地調(diào)整手機的發(fā)射功率，即功率控制。功率控制的原則是，當信道的傳播條件突然變好時，功率控制單元