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高校通信基站与校园建筑布局对手机信号覆盖的协同优化
庄莉,,1988 ,女 ,汉,上海, 学历 :本科,华东理工大学 ,职称,无,关于高校通信基站、 机房,手机信号的管理
王文东。1981。男,汉,上海, 本科,华东理工大学,职称。无,关于高校后勤维修管理、高校能源管理(节能、节水)
摘要:在高校环境下,随着移动互联网、物联网等技术的迅速发展,师生们对高速率、高稳定性、大覆盖的通信网的需求也越来越大。高校作为科研与人才培养的重要场所,其对网络的需求已不仅仅局限于日常交流,还涉及到网络教学、科研数据传输、视频监控等多种应用场景。然而,高校校园建筑密度大,功能分区复杂,信号覆盖需求差异明显,对基站布局与信号覆盖提出了更高的需求。因此,探索高校通信基站与校园建筑布局的协同优化,提高移动通信信号覆盖质量,是当前高校信息化建设亟待解决的重要问题。
关键词:高校通信基站;校园建筑布局;手机信号覆盖;协同优化
近几年来,随着5 G技术在高校中的广泛应用,高校对通信网的要求也越来越高。根据相关数据,到2025年,全国普通高等学校和高职院校将实现移动网络信号覆盖与应用体验提升。然而,当前高校通信网络仍然面临着建筑物遮挡引起的信号衰减、信号不均匀覆盖和高流量地区网络容量不足等问题,且5 G技术的持续发展为大学通信网络优化带来了新机遇,如5 G A与5 G相比,上行、下行速率都提高了10倍,连接密度大大提高,能更好地满足高校网络高带宽的需要。
一、科学规划基站位置
应深入调查校园用户分布、交通需求及建筑布局,并利用 GIS技术绘制用户密度与流量热力图,据此确定基站选址方案。可采用动态规划等优化算法,对基站选址问题进行精细化分析,保证基站布局能覆盖教学楼、宿舍和图书馆等重点区域[1]。此外,还要考虑基站电磁辐射对校园环境及师生身体健康的影响,在保证校园环境安全和和谐的前提下,对基站选址进行科学规划,可有效提高信号覆盖质量,降低建设成本[2]。
例如,高校可通过对校园用户的全面调查,结合师生日常活动轨迹,以及特殊活动(如开学典礼、运动会等)人群密集的区域,运用 GIS技术,绘制校园人群密度和流量热力图。此热力图清楚地显示出校园内不同时段、不同地域用户的分布状况,为基站选址提供了可视化的数据支撑。在此基础上,利用动态规划等优化算法,对基站的位置进行精细化分析。具体而言,就是根据用户密度、建筑物布局、地形地貌等因素,设置多个基站候选位置,构建基站覆盖模型,采用模型计算方法,对不同基站布置方式下的信号覆盖效果及成本进行评估,最终确定最佳基站位置。学校在选址时,应重视电磁辐射对校园环境和师生身体健康的影响,可聘请专业机构对候选基站选址进行电磁辐射评估,以保证基站布局符合国家安全标准,又能最大限度地降低对校园环境的影响。经过一系列科学的规划措施,学校成功地对基站布局进行了优化,不仅覆盖重要区域如教学楼、宿舍楼、图书馆等,而且有效地改善信号覆盖质量,降低建设成本。学校可在教学区中央设立宏基地台,用以覆盖周边的教学大楼及行政办公区域。同时,为弥补宏基站覆盖盲区,在宿舍区、图书馆周围布置多个微基站。该方案采用宏基站与微基站相结合的布局方式,在保证信号覆盖范围大的同时,还能改善信号的稳定与质量。
二、优化建筑布局设计
在建筑设计阶段,要充分考虑通讯网络的需要,对建筑物的功能划分与空间布局进行合理的规划[3]。可将教学大楼、图书馆等高话务量地区设置得比较密集,便于通信基站及室内分布系统的集中部署。此外,建筑物的朝向及高度也会影响讯号的传输,应尽量避免高楼遮挡讯号,以保证讯号的通畅。另外,为便于将来网络的升级与扩充,应预留足够的空间来安装通讯设备,铺设传输线。通过建筑平面设计之最佳化,不但可改善讯号覆盖效果,更可提升整体规划水平与使用效能。
例如,高校在新建教学楼时,应充分考虑到通信网的需求。从设计之初,学校就与通讯部密切合作,合理规划建筑功能和空间布局。可将教室、会议室、演讲厅等大流量区域设置得相对密集,便于通信基站和室内分布系统的集中部署。同时也注重控制建筑的朝向与高度,避免高层建筑对信号的影响。为减小北楼信号的遮挡,将教学楼南侧的楼层降低;信号天线安装在大楼顶部,保证信号流畅地传播。此外,学校亦预留适当空间,以供未来升级及扩充网路,为方便以后的通讯网络升级,可在教学楼设计时就预留了通信设备的位置,并设置传输线路。通过这些最佳化措施的实施,学校成功地改善讯号覆盖效能,提升整体规划水准与使用效能。学校可以在每个楼层的走廊里,都安装小型天线,确保走廊里有信号。同时,在教学楼地下室、电梯井等信号盲区安装信号增强器,有效地解决信号覆盖问题。
三、采用先进通信技术
随着5 G技术的广泛应用,5 G移动通信技术因其高速率、低时延、高连接密度等优势,成为高校通信网络优化的新方向。如5G-A技术可以支撑千亿级物联网设备接入,满足高校智慧校园建设中海量智能终端的通信需求[4]。另外,毫米波通信技术具有频谱利用率高、带宽宽等优点,非常适合在校园内大流量环境下实现信号覆盖。同时,将微基站与室内分布系统相结合,可有效解决室内信号微弱、覆盖盲区等问题。利用这些先进的通讯技术,建立起更高效率、更稳定、更智能化的通讯网络,更好地满足师生对通信的要求。
例如,高校在引进5 G移动通信技术时,可在校园内建立5 G基站,使5 G网络覆盖整个校园。在此基础上,以5G-A技术为基础,支撑千亿级物联网设备接入,满足智慧校园海量智能终端通信需求。学校可将5 G毫米波技术应用于图书馆和实验室等对数据传输要求较高的地方。毫米波通信以其较高的频谱利用率和较大的带宽优势,非常适合在大流量的校园中实现信号覆盖。利用毫米波技术,学校已成功地实现图书馆电子资源的快速下载及实验室数据的实时传送。同时,学校可将微基站和室内分布式系统有机地结合起来,有效地解决室内信号弱和覆盖盲区的问题。了保证室内信号的稳定覆盖,在教室、宿舍等室内环境下,将微型基站与室内分布式系统配置成微型天线。利用这些先进的通讯技术,学校建设了一个高效、稳定、智能化的通讯网络,更好的满足教师和学生的通信需求。如在体育馆举行大型活动的时候,学校就通过5 G网络进行现场直播,并进行远距离互动。由于5 G网络具有高速率、低延迟等特点,观众可在现场实时观看比赛,并可与现场观众进行远程交互,提高观众观看比赛的体验。
结束语
综上所述,高校基站与校园建筑布局的协同优化是提高移动通信信号覆盖质量的关键。通过对基站布局的合理规划,结合校园建筑特点,在保证网络容量的前提下,有效解决信号覆盖盲区和信号衰减等问题。未来,随着5 G技术的深入发展,以及6 G技术的探索,高校通信网络将向智能化和高效率方向发展。高校要积极引进新技术,优化网络布局,提高网络性能,为教师和学生提供更好的通信服务,促进学校信息化建设向高质量发展。
参考文献
[1] 王磊,丁燕.5G背景下高校移动通信技术教学的优化策略——评《新工科背景下的地方高校通信工程专业教学改革研究》[J].中国高校科技,2023,(12):117.
[2] 王玲玲,尹爱兵.应用型本科高校通信原理课程教学方法改革[J].现代信息科技,2023,7(20):173-176.
[3] 王英姿,郭瑞祥.数字通信背景下高校电信诈骗的致因分析[J].数字通信世界,2023,(07):191-193.
[4] 王素丽,郑瑞瑞.高校通信电子线路课程教学改革实践探究[J].电脑知识与技术,2023,19(19):165-166+177.