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1）、孤岛效应：服务小区由于各种原因（无线传输环境太好、基站位置过高或天线的倾角较小），导致覆盖太大以至于将邻小区覆盖在内，造成在某些小区的覆盖范围出现一片孤独区域（所谓的伞状覆盖），此孤独区域在地理上没有邻区，类似于“孤岛”。如果移动台在此区域移动，由于没有邻区，移动台无法切换到其他的小区导致掉话发生。“孤岛效应”多出现在网络扩容后。随着新基站的割接入网，需对原来的小区覆盖范围作调整，但小区覆盖范围收缩太快会造成2个小区切换带上覆盖不好，反之，容易形成“孤岛效应”。（2）、乒乓效应：GSM移动通信系统中，如果在一定区域内两BTS信号强度相当，则手机将收到多个强度相当的信号，就会在两个基站的信号之间进行剧烈变化，来回切换，产生所谓的“乒乓效应”。（3）、波导效应：波长越短的无线电波，当遇到在物体时，在其表面发生镜面反射的可能也越大。当信号在两侧是规则楼房的街道中传播时，便是以反射方式进行。（4）、屏蔽效应：由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引
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博客建立时间：基于群体感知的基站优化诊断工具的设计与实现--《广西大学》2015年硕士论文
基于群体感知的基站优化诊断工具的设计与实现
【摘要】：近年来,随着移动互联网的迅速发展,3G、4G通信技术应用不断拓宽,手机终端用户的数量逐年增加,使得相关基站建设的任务和地位极其重要。然而,在基站建设中,由于地理位置或参数设置不合理,使得基站的覆盖以及切换存在一定的问题,例如乒乓效应、孤岛效应就直接影响到用户的通话质量以及电量消耗。同时,对于乒乓效应、孤岛效应等方面的诊断也存在着需要消耗大量人力的困境和诊断不全面的困难。针对这些问题,鉴于Android智能手机数量巨大的背景,本文设计与开发了一款C/S架构的基站优化诊断工具。本文的研究与开发工作主要有以下方面：(1)了解与分析Android系统相关的技术背景以及基站覆盖和产生乒乓效应以及孤岛效应的原因,研究基站优化诊断需要用到的决策树模型以及ID3算法。(2)针对乒乓效应以及孤岛效应的特征,对基站优化诊断工具的研制开发进行了需求分析,提出了基于群体感知的基站优化诊断工具结构框架,并结合流程图和结构图,设计了工具应该具备的功能。该诊断工具分为客户端与服务器,其中客户端包括采集、过滤以及数据分析,服务器则由分类器、数据训练、诊断模块组成。(3)提出了乒乓效应以及孤岛效应的模型以及诊断方法,研究实现了工具各模块关键技术。具体的技术实现过程是：首先,通过对服务器接收到的数据进行预处理,然后采用ID3决策算法与诊断方式对接受到的数据进行分析诊断,以判断是否存在相应基站覆盖问题。最后,根据诊断的地点和结果在地图上做出动态地标注出,实时地反馈数据与诊断结果,使人能一目了然地看到存在覆盖盲点、乒乓效应、孤岛效应的地点。从诊断工具的测试结果分析与比较可以看出,本文设计实现的基于群体感知的基站优化诊断工具能在最大限度降低流量与电量的消耗情况下,充分利用群体感知的特点,比较准确地完成各经纬度的数据采集,做出比较准确的分析判断。这说明本文研制开发的基站优化诊断工具是可行和有效的,具有较好的可用性。本文设计的诊断工具的技术创新点在于：(1)充分利用群体感知这一新概念以及Android用户的大基数,对基站信息进行采集,提高诊断的数据量与诊断精确度；(2)将ID3算法的决策树模型运用到乒乓效应诊断的算法中,实现了对基站乒乓效应、以及孤岛效应的诊断,为优化基站提供了科学的诊断结果与数据支持。
【关键词】：
【学位授予单位】：广西大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TN929.5【目录】：
摘要4-6ABSTRACT6-10第一章 绪论10-16 1.1 论文研究背景及意义10-13
1.1.1 论文的选题背景10-12
1.1.2 论文的研究意义12-13 1.2 国内外研究现状13-14 1.3 研究内容14-15 1.4 论文的组织结构15-16第二章 相关知识介绍16-30 2.1 Android平台与开发环境介绍16-19 2.2 基站覆盖问题19-25 2.3 群体感知25-26 2.4 决策树模型26-27 2.5 ID3生成树算法27-29 2.6 本章总结29-30第三章 群体感知的诊断工具需求与设计30-47 3.1 基站覆盖异常原因分析30-31 3.2 诊断工具的功能需求31-32 3.3 诊断工具模型与框架结构设计32-36 3.4 诊断工具客户端的设计36-42
3.4.1 数据采集模块37-39
3.4.2 数据过滤模块39-40
3.4.3 数据分析模块40-42 3.5 诊断工具服务端的设计42-46
3.5.1 数据融合模块43-44
3.5.2 特征训练44-45
3.5.3 数据诊断45-46 3.6 本章小结46-47第四章 群体感知的诊断工具的实现47-59 4.1 乒乓效应模型定义47-49 4.2 基于ID3决策树的乒乓效应诊断算法49-54 4.3 孤岛效应模型及诊断算法分析54-55 4.4 基于模糊逻辑的覆盖盲点诊断方案55-58 4.5 本章小结58-59第五章 诊断测试59-68 5.1 测试环境59 5.2 功能测试59-64
5.2.1 安装与卸载59-60
5.2.2 客户端测试60-62
5.2.3 覆盖盲点标记62-63
5.2.4 乒乓效应的诊断63-64
5.2.5 孤岛效应的诊断64 5.3 性能测试64-66
5.3.1 测量准确率分析64-66
5.3.2 工具电量消耗测试66 5.4 本章小结66-68第六章 总结与展望68-70 6.1 本文工作总结68-69 6.2 进一步的工作展望69-70参考文献70-74致谢74-75攻读学位期间发表论文情况75
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【参考文献】
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产品名称：GSM/WCDMA手机信号放大器增强器微功率直放站
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价格：320元联系人：池禹电话：
微功率直放站产品说明书
一、什么叫微功率直放站？
1.微功率直放站**于小面积区域覆盖，大致分三种类型：车载型、室内型、室外型。2.微功率直放站将基站的信号通过室外天线直接引入到设备，然后再通过设备将信号进行放大发送到天馈，再通过小型天线将基站信号发送出去，同时接收手机信号，通过分布系统上行到设备，设备将手机信号进行放大，然后通过室外天线发送到基站。这种方式能有效消除室内覆盖盲区，抑制干扰，为用户提供稳定、可靠的信号，让用户在无信号区也能享受高质量的通信服务。
二、为什么要使用微功率产品？
以下这些问题同样也发生在WCDMA、CDMA手机中，以 GSM为例。微功率直放站简称称为设备，在下面都以设备简称。
1.高层建筑信号&乒乓效应&和&孤岛效应&
随着城市的高层建筑和基站密度的增加,一个大楼高层内会有多个不同基站的信号,且强度相差无几,会造成手机频繁的切换基站信号,造成通话困难,有时会出现通话过程中掉话，形成&乒乓效应&和&孤岛效应&。
2.手机信号很差时有时无
以下原因都会造成这种现象的发生：
a)手机或者上网终端距离基站距离比较远，如基站覆盖的边缘地区。
手机或者上网终端与基站间有山体、建筑物等遮挡。
3.手机辐射大
辐射大的情况一般发生在手机或者上网终端信号比较弱、信号时有时无，在这种情况下手机要和基站通信就必须加大发射功率等级。GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。基站通过下行SACCH信道，发出命令控制手机的发射功率级别，每个功率级别差2dB，GSM
手机**发射功率级别是5（33dBm相当于2W），最小发射功率级别是19（5dBm相当于0.003W），DCS、PCS手机**发射功率级别是0（30dBm相当于1W），最小发射功率级别是15（0dBm相当于0.001W）。如果手机长时间以2W的输出功率工作，辐射是非常大的。
4.手机电池待机和通话时间短
？从2中不难看出当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功率，直至33dBm（GSM），以克服远距离传输或建筑物遮挡所造成的信号损耗。这样的情况手机工作在**的功率输出状态，比较直观的现象就是通话时间严重缩短。
5.安装了车载GPS终端的车辆在基站信号覆盖差的地方会出现：车辆上线速度非常慢、无法上线、调度车辆困难等现象。严重影响对车辆的管理，增加了车辆管理成本。由于车辆在行驶过程中有些路段距离基站远，或者处于无线阴影区和山体、建筑物遮挡区域就会造成GPS终端内的无线模块无法与基站建立通信。无法将GPS终端车辆的状态信息传回服务器。服务器端也无法实时监控车辆的状态，造成车辆上线速度非常慢、无法上线、调度车辆困难等问题。
三、针对上面的问题安装了微功率产品后有效的解决
1.能有效的解决了高层建筑信号&乒乓效应&和&孤岛效应&。由于基站的天线高度一般都很高（25米以上），高层建筑周围无物体遮挡，多个基站的信号相当，手机频繁的切换基站信号，造成通话困难, 有时会出现通话过程中掉话。安装了设备后，只对某一个方向的基站信号进行放大，保证了这个基站的信号强度高过周围其他基站。这样手机就不会切换到他们信号差的基站，从而解决了&乒乓效应&和&孤岛效应&的问题。
2.原本信号差、辐射大，现在更绿色更健康。当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功率，直至33dBm（GSM），以克服远距离传输或建筑物遮挡所造成的信号损耗。如果手机离基站很近，且无任何遮挡物时，基站可以命令手机发出较小功率，直至5dBm（GSM），以减少手机对同信道、相邻信道的其它GSM用户的干扰和其它无线设备的干扰，而且这样还可以有效延长手机待机和通话时间。设备将基站的信号进行放大，然后发射给手机；这种过程就像设备把手机与基站之间的距离拉近了一样，手机工作在较低的发射功率状态下。达到了降低辐射的目的。
3.原本待机和通话时间短，现在手机待机和通话时间更长了。从1可以看出手机已经工作在了较低的发射功率状态。设备将手机的发射信号进行功率放大，然后通过室外天线将放大后的信号发射给基站。这样就达到了降低手机发射功率的目的，减小了手机功耗，从而延长了待机和通话时间。
4.原本车辆上线慢、上线困难、调度困难，现在能快速的上线，更好的调度车辆。设备将基站微弱的信号进行了放大，保证了GPS终端内的无线模块有效可靠的与基站的通信，及时的将GPS终端车辆的状态信息传回服务器，让调度人员时刻了解车辆的状态，更快捷的管理车辆，降低车辆管理成本。
四、产品的应用范围
产品的覆盖范围：微功率直放站主要应用于室内点式小区域覆盖，覆盖室内信号盲区，其覆盖范围是：无遮掩物覆盖面积1000平米左右，部分遮掩物覆盖面积600平米左右，有遮掩物覆盖面积200平米左右，覆盖效果达到边缘场强－85dBm以上。温馨提示：微功率直放站设备不是基站，无法自己产生基站信号。在使用地区如果完全没有基站信号，则不适合使用本产品。
(一)车载型：在车内信号弱、有时无信号、无法通话；
车载型安装示意图
车载型安装说明：
1）只要按照图片中的位置安装即可。
注：吸盘天线和直板天线的线缆不可以绕在一起。
车载型所需的配件：
(二)室内型：室内无信号、窗口信号弱；
室内型示意图1（简易覆盖）
简易覆盖安装说明：1)
将室外天线安装到室外有信号的位置，用天线的安装配件将天线固定牢固，将天线的方向如上图所示对准基站，然后将射频馈线连接到室外天线的接头上，并将射频馈线连接到设备的OUTDOOR端口上。2)
将设备固定在一个位置，用设备的安装配件将设备安装牢固。3)
将室内天线安装在天花板（也可以自行安装在室内的任意位置，只不过没有安装在天花板的覆盖效果好），并用天线的安装配件将天线固定牢固，然后将另外一个射频馈线连接到室内天线接头上，射频馈线的另外一端接到设备的INDOOR端口上。4)
然后插上设备的电源，给设备通电（如果有开关的机型将开关拨到ON状态）电源指示等亮起。表示设备已经通电，此时安装基本完成。5)
如果设备的覆盖效果不好，请根据室内的信号覆盖情况调整室外天线的方向和角度，调整到满足室内覆盖效果为止。6)
如果以上工作都已经做完还是没有效果：首先确认室外天线的安装位置手机是能够正常通话、天线的射频馈线是否已经可靠的连接好。在室内无遮挡物的情况下，能覆盖200~300平米。
室内型示意图2（室内分布覆盖）
室内分布覆盖安装说明：1)
安装方式和简易覆盖基本相同，不同在于在设备的INDOOR端多了一个分路器，本来连接到INDOOR端的射频馈线现在连接到分路器的端上。再把室内天线分别安装在不同的房间的天花板上。2)
在室内无遮挡物的情况下，每个天线能覆盖200~300平米。
室内型示意图3（电梯井覆盖）
电梯井覆盖说明：
电梯井覆盖安装和室内分布覆盖安装基本相同，只是室内天线的安装位置不同，电梯井只需把室 内天线安装在不同的楼层即可。
室内型所需的配件：(三)室外型：室内无信号、窗口也无信号、室外信号弱；
室外型示意图1室外型所需的配件：
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