中国移动通信集团重庆有限公司网络治理中心 付航
随着中国经济的蓬勃发展以及人民生活水平的进一步提高，中国的手机用户数已是世界第一。目前，中国的移动通信网络在城市的覆盖已经比较完善，但对乡镇、区乡公路、风景点等边际网的覆盖还需要进一步提高。随着各运营商市场竞争以及用户规模的扩大，这些边际地区的覆盖都将作为运营品牌的体现，因而越来越受到重视。小城镇和乡村的经济发展使占中国绝大多数的农业人口逐步成为潜在的移动用户，而完善边际网络的覆盖是吸引这些潜在用户和保持竞争优势的前提。
一、边际网概念、特点、意义
1.边际网概念
所谓边际网就是覆盖城市边缘区县、乡镇、风景点和公路、铁路等交通线的通信网络，通常这些区域的移动用户比较少、话务量较低、覆盖范围非常广、网络建设投资大而见效却比较慢。
2.边际网的特点
(1)移动用户分散，数目相对较少，话务量低，数据业务需求不大。
(2)用户移动速度慢，并且手机移动不频繁。
(3)小区覆盖半径大，频率复用程度低。
(4)站点多、分布广、地形复杂、维护困难。
(5)传输、电源、机房、铁塔等配套设施难以解决，需要新建，工程量大。
(6)投入大，产出小，建网效益低。
3.在重庆地区加强边际网覆盖的意义
重庆地区人口众多，分布广泛，全市3000多万人口分布在市区和多达30多个区县。与北京、上海、天津三个直辖市相比，重庆农业人口众多、人民购买力较低，是典型的大城市、大农村格局。
重庆地区用户数、话务量增长较快，最近几年都以50%～100%的速度增长。与此同时，市场竞争也非常激烈。目前，城市区域用户的开发已经趋于饱和，最大的机遇就来自于广大的农村地区。农村用户往往不需要任何数据业务，对网络质量的要求也没有城市用户那样高，他们主要需要打得通电话。因此，覆盖问题不解决，就难以满足更多用户。
二、边际网组网方式
1.插花式
直接建设新基站分布于原有基站之间，形成插花布局，覆盖原来没有基站的乡镇。这些新建站通过新BSC接入原有的MSC。
2.分片覆盖方式
采用分片覆盖方式，将同一厂家设备集中到一定的服务地域上，即在一个移动本地网中，原设备和新加入的第二方设备各自覆盖一到几个地理区域。这样可以减少部分跨BSC的切换，网络结构相对比较清楚。若原地区已建部分基站，可小规模搬迁。
3.同心圆方式
同心圆是分片式的延伸，即对于一个GSM本地网来说，原厂家设备全部集中到本地网所在地的市区，周边地区全部由第二家设备覆盖。小范围的同心圆覆盖，也可将原有设备集中到县城，乡镇由第二方设备覆盖。外圆解决覆盖问题，内圆解决容量问题，这种方式比常规方式站点少而覆盖范围大。
4.全覆盖方式
对于偏远地区话务量很小的本地网，可以考虑全覆盖方案，也就是把少量外国厂家设备搬迁到别的地区，这个边际地区全部采用性价比较高的国产设备，这是比较理想的边际网组网方式。
三、边际网建站方案
1.BTS解决方案
目前，移动网络上运行的基站功率一般在20W～40W之间，覆盖半径相对较小，假如继续采用这类基站进行边际网覆盖，即使采用国产设备也无法大幅降低综合投资。因为在整个网络建设中，GSM主设备投资仅占1/3，其他2/3以上的投资都消耗在传输、电源、铁塔、机房等配套设施上。为增大覆盖，减少投资，提高基站的发射功率无疑是边际网覆盖的最佳选择。
针对边际网覆盖广和低话务量的特点，重庆移动采用了中兴、华为等国产厂家80W功率基站的解决方案。一般在郊区或农村环境下，80W基站可覆盖15km甚至更大，从而可大大减少基站数量，使综合投资大幅降低。从原理上分析，BTS输出功率从40W提升到80W，下行功率提高3dB，上行结合塔放可带来3～12dB的增益，完全可以实现上下行链路平衡，使站点覆盖范围大幅提高。
由于定向天线增益远大于全向天线，一般要大于4～7dB左右，宏蜂窝定向站的覆盖半径远大于全向站，选型时应尽量以定向基站为主。
2.天馈线解决方案
在采用了高发射功率、高静态灵敏度BTS等广覆盖解决方案后，为使覆盖范围进一步增大，在保证一定天线挂高的前提下，可以采用高增益天线、低损耗馈线、低介入损耗合路器或双工器来提高基站的EIRP（等效全向辐射功率），同时结合塔放、分集接收技术来提高无线上行信号电平，以弥补由于移动台发射功率较低而造成的上行链路不足，增大基站的有效覆盖。
为满足广覆盖要求，宜选择高增益天线，波瓣宽度以65°和90°为宜。更有针对狭长地段（如高速公路、峡谷等）的天线，其波瓣较窄，增益可达21dBi/40°。
天线的分集接收可为上行信号带来近3dB的增益，且在郊区或农村，空间分集效果好于极化分集效果，所以宜选用每小区两副单极化天线来达到分集效果，实现分集增益。
3.塔顶放大器
塔顶放大器一般安装在主馈线和上段跳线（和天线相连的1/2跳线）之间，用于上下行链路平衡预算时弥补上行链路的不足。在采用80W功放和高增益天线时，上行链路往往不足，塔顶放大器一般可带来3～12dB可调的上行增益。但塔顶放大器需要直流供电，一般塔放供电单元在BTS机架内，一个供电单元一般可以给6个塔顶放大器供电。
塔顶放大器成本较低，能很好改善上行信号。目前在GSM网络上已得到了广泛的应用。
4.塔顶增强器
和塔顶放大器不同，塔顶增强器能同时放大上、下行信号，一般塔顶增强器的增益为：发射5～15dB，接收2～12dB，通过调整增益来达到上下行链路的平衡，增大覆盖面积。
塔顶增强器成本很高，目前一般只能支持小区内1-2TRX的功率放大，输出功率一般不大于20W，所以目前GSM网上应用较少。
5.合路、双工部分
合路器分为3dB电桥合路和谐振腔合路两种，3dB电桥合路答应载波频率在较宽的频带内跳变，支持射频调频，硬件结构相对简单，也称宽带合路，但随着合路数量增多，介入损耗会迅速增大；谐振腔合路介损较小，但硬件结构复杂，并且每个合路端口发射频率固定，仅支持基带调频。考虑到对射频调频的支持和复杂性等因素，目前GSM网络广泛采用宽带合路器。
在边际网覆盖中，由于话务量较少，基站载频一般不会太多。这时为了保证两副单极化天线完成单小区覆盖，可使用两个二合一而不是一个四合一合路器来完成合路，从而使下行信号减少3dB插入损耗。
6.边际网广覆盖技术与常规覆盖对比分析
选用边际网典型的02站型，全向天线增益为11dBi，80W天馈部分加塔放。80W和40W站点覆盖半径在不同天线高度下对比如表1所示。
可见在相同环境下，80W基站半径远大于40W基站，因而采用边际网广覆盖方案可极大降低基站数量。
四、结束语
在未来的3G网络建设中，高话务量、数据业务、增值业务将集中在大、中型城市区域，可以预见在相当长一段时间内，包括小城镇、广大的乡村在内的大部分地区仍将以低话务量、低成本的话音业务为主。因此，增大边际网覆盖，吸收农村用户仍是各大运营商市场策略的重点。
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