为何比2G差？3G网络室内信号问题大揭秘

　　【IT168专稿】中国的3G商用已经一年有余，各大运营商都纷纷推出相关的3G业务和应用产品服务。但在以本应该以数据业务为发展主体的3G甚至是“后3G”(LTE等)网络，却在国内迟迟无法获得市场的青睐。这里有终端和应用不足、国内用户使用习惯以及运营商资费偏高等多种原因，但还有一个技术层面的问题却被刻意的忽略了——目前3G信号在覆盖特别是室内覆盖上，存在着硬伤。

　　先姑且不论二三级城市和偏远地区，在首都北京的核心商业区——国贸，笔者在一座大厦的4层做了一次简单的测试，GSM信号在室内是满格的，但切换的3G，信号强度大幅下降，有时甚至无法拨打电话。

▲实测3G室内信号情况

▲实测3G室内信号情况

　　当然这仅是笔者的即兴测验，在论述3G网络覆盖上不具有普遍性，也很可能与当时大厦室内已部署了2G网络分布系统有关。但基于2G与3G的信号对比却起码说明了一个问题：目前室内的3G信号质量与2G相比确实存在差距。

　　经过调查了解，我们发现，很多地区的用户都反馈过类似的问题，3G网络在室外的覆盖很好，网络速率也飞快，但已进入室内，信号的质量下降超过了用户可以接受的范围。

　　那么，到底是什么原因照成了3G室内信号覆盖不好?对于已经商用了1年的3G网络，难道就没有一个适合的解决方案么?

　　3G信号差的原因一：3G信号频率高导致越过障碍衰减快

　　从技术层面上看，3G信号穿越建筑物围墙确实要比2G付出更大的“代价”。目前我国的GSM网络信号频率是900MHZ、1800MHZ两组，而3G信号的频率则高达2100MHZ。而信号频率越高，其衰减越快，同时衍射能力越弱，绕过障碍物的能力也越差。

▲室内信号衰减大于室外

　　下面我们举一个实例。在城市楼宇中，如果未做室内信号源部署的话，室外信号在楼宇内的覆盖主要靠信号的衍射，而波长越长(频率越低)的信号，其衍射能力越强，这也是为什么远距离传输需要使用长波的原因。虽然高频段信号的能量高，绝对穿透能力要高，但同其自身的衍射能力差相比，最终的结果还是在楼宇内传播的能力要更差一些。

　　还有一个公式可以更清晰的让我们看到频率对于信号衰减的影响，那就是著名的“信号自由空间损耗公式”：

　　空间损耗=20lg(F)+20lg(D)+32.4

　　(F为频率,单位:MHz；D为距离,单位:Km)

　　因此，频率越高，距离越远，信号衰减越快。

　　这也是2G比3G更容易实现覆盖的原因。

　　3G信号差的原因二：基站数量不足，新建基站受居民抵制

　　我们知道，目前2G也好，3G也罢，都是居于移动蜂窝通信的体系中。因此，基站的数量直接影响一个地区的网络信号质量。从3G启动的那天开始，国内的运营商就开始了积极的部署自己的3G网络，进行基站的升级和部署。由于网络制式的差异，电信可以在原有的基站上进行软升级，而联通和移动的3G网络需要全部重建。但由于电信原有基站数量有限，因此，在2G基站升级的基础上， 也需要新建大量的新基站，也就是说，3家运营商的原有基站都无法满足3G良好覆盖的需求。

▲基站辐射是否影响附近居民健康？

　　但问题就出在这里。由于居民担心基站辐射会影响身体健康，因此，在此次全国大规模部署3G基站的过程中，出现了多处居民抵制在附近建设通信基站的案例。导致原本以为一帆风顺的基站部署出现了不少的波折，部分基站甚至不得不移址。由于基站数量还无法满足需求，因此，3G信号特别是室内信号不好就成为了必然。

　　在原因一中我们提到，3G信号比2G的频率高，因此为了实现覆盖，就需要比2G基站部署的更为密集，而在如今基站辐射成疑的情况下，这项工作的开展显然已经滞后于3G业务的拓展。

　　3G信号差解决之道一：家庭基站(Femtocell)应运而生

　　当下的3G信号在室外的质量和覆盖率还是可以接受的，但是室内的信号弱确是用户深感不便的地方。据统计，高达70%的移动通话是至少一方在室内的条件下发生的，至于对信号质量要求更高的数据业务，更是如此。根据专家给出的结论，大部分3G手机需要高于-110dBm的接收功率才能实现可靠数据传输服务，而在如今的室内3G网络条件下，这个要求常常是达不到的。

▲Femto可以很好的弥补宏网络覆盖不足的问题

　　Femtocell在国内被译做家庭基站，这是一种大小类似于家用路由器的设备，其主要作用是通过有线网络的接入，在室内实现3G无线网络的增补和覆盖。由于其辐射低，信号质量好，另外在资费上也可能会低于宏网络的3G费用(根据国外的经验，Femtocell的资费远低于3G宏网络的费用)。因此是一个非常好的解决之道。

▲这些小“盒子”就是家庭基站(Femtocell)

　　对于运营商来说，Femtocell一方面解决了网络覆盖不足的问题，同时也大大的缓解了宏网络的数据业务流量压力，为网络的扩展和扩容提供了强有力的支持;对于用户来说，一方面解决了室内3G网络的覆盖，一方面降低了业务的资费，同样是双赢。

　　目前国内的很多Femto产品已经出货，运营商也在积极的测试和试商用，相信不久就会正式的推出。

　　关于Femtocell家庭基站的信息，可以参考之前的报道：

　　《Femtocell全解析：移动互联的黄金之路》

　　《联通谈家庭基站：3G语音免费暂时不可能》

　　3G信号差解决之道二：根本还是在于宏网络的改善

　　家庭基站可以在一定程度上解决问题，但你不能期待每一个用户都购买一台Femtocell(一台Femtocell的成本应该在1000元~2000元，不考虑运营商的补贴)。因此，要想彻底的解决3G信号质量问题，关键还是要改善宏网络的信号质量。

　　方法之一就是尽快的完成3G基站的部署。一方面需要运营商和设备商加快自身的进度，另一方面，也要对基站附近的居民进行基本的通信知识普及。基站的辐射肯定是存在的，没有辐射也就没有信号可用了。但这个辐射到底有多强，是否对人体有危害?

▲3G基站辐射真实情况，需要技术专家来实地测量

　　我们知道，中国在通信产品的辐射控制上一向都是比欧美更严格的。目前我国的通信基站辐射要求标准为40μW/cm2，而欧美很多国家的标准则是450μW/cm2，由此可见，我国对基站的辐射要求更为严格。

　　根据目前的一些测试报告看，我国的3G基站辐射是符合标准的。在距离基站10~20米的区域，其辐射值夜仅为1~2μW，远低于40μW的国家标准。因此，目前的3G基站辐射是合格的。

　　当然，这并不是说基站的辐射式无害的，当辐射达到甚至超过标准时，还是有对身体构成危害的潜在风险。

　　另一方面，也要求运营商进一步加强网络的优化。目前，在3G移动通信领域，智能天线、HSPA、RRU等网络优化技术都可以提升3G网络的信号质量和覆盖率，同时进一步的降低发射功耗和辐射。当然，对于运营商来说，网络优化也是降低组网成本和运维成本的重要方法。