1.4 基站无线传播的基本特性及中继覆盖的必要性

1.4.1 基站无线电波传播的基本特性

当今的蜂窝移动通信系统所使用的工作频段，都是千兆赫兹或数千兆赫兹以上的微波频段。如图1.8所示为几种主要的移动通信系统的工作频段划分。在如此高的工作频段上，其无线电波的传播，已经具有光波一样的传播特性——直线传播特性。

图1.8 主要的移动通信系统工作频段划分

在陆地蜂窝移动通信中，由于地球表面总是凸凹不平的，常常会产生无线电波传播的遮挡效应，不可避免地会形成若干基站无线电波覆盖盲区或阴影区，这就使得那些处于无线电盲区内移动站的通信成为不可能。特别是城市及其市郊，各种建筑物的分布很广，且形状各异，疏密、高低相差都很大，出现基站无线电波覆盖盲区或阴影区的概率更高。而城市及其市郊恰恰又是人们生活和生产活动最多和最集中的空间环境。

此外，还有大量处于城市建筑屋内进行生产、办公、生活的人员，由于建筑屋对无线电波的屏蔽作用，也使得他们的通信也为不可能。

1.4.2 中继覆盖的必要性

为了满足在那些活动在无线电盲区和建筑屋内的人群的通信需求，必须采用某种方式将小区基站发射的无线电波信号拾取下来，进行中继并转发到小区基站无线电覆盖盲区，以及在建筑屋内进行补充覆盖。于是基站无线电波的直接覆盖区域和中继阴影区覆盖共同构成了基站小区的无线电波无缝（100%）完全覆盖。

因此，陆地蜂窝移动通信的诞生和发展，客观上孕育了一个新的通信传输附加产物——中继无线覆盖系统。它是现代移动通信系统的重要组成部分之一，为那些基站无线电波无法直接照射到的地方——阴影地区和室内环境地区——提供了基站无线电波的补充覆盖服务。它对提高和改善移动通信基站的覆盖率具有十分重要的作用，是基站和移动终端用户站之间信号中继接续传输的桥梁设备系统。“中继”概念是借用了微波接力通信系统中的一个常用术语。

为了直观描述移动通信系统中，基站直接覆盖与中继覆盖之间的一般相互关系，图1.9所示为三个相邻基站，即1#、2#、3#基站的覆盖情况。在1#基站覆盖小区的这一部分区域里，有一栋楼房遮挡物。毗邻的基站有2#基站和3#基站。由于该楼房的遮挡作用，1#基站覆盖区内部分地域成为该基站的无线电盲区，又称阴影区。楼房室内的电波场强也不能满足室内移动用户的正常通信要求。通常情况下，1#基站只能为那些基站无线电波能够直接照射到的小区地域范围内的移动用户提供通信服务，如图1.9中的MS-A1、MS-A2、MS-A3移动站。对于处于建筑楼内的移动用户和建筑物遮挡阴影区中的移动用户，基站无法为其提供直接的无线电波覆盖和通信服务。只能通过“中继无线覆盖系统”来为他们提供基站无线电波补充覆盖及其通信业务服务。

图1.9 典型的移动通信基站无线电波覆盖系统示意图

由以上介绍不难看出：无论是室内中继覆盖系统还是室外阴影区中继覆盖系统，它们都是位于基站和移动手机终端之间，是基站设备和移动手机终端设备之间实现正常通信的桥梁。中继阴影区覆盖链路和基站直接波覆盖链路共同组成了基站与移动终端手机之间的全覆盖空间无线传输链路，如图1.10所示。

图1.10 移动通信基站全覆盖的空间传输链路系统组成