毫微微蜂巢式基地台 [femtocell，也称为家用B节点 (Home NodeB)]，为安装于室内的低功率基地台，在家庭、企业或热点环境中提供行动服务。一般来说家用B节点 (HNB)会透过DSL路由器或有线调制解调器，连接因特网及移动电话业者网络。

毫微微蜂巢式基地台的主要优点包含：在家中提供优异的用户经验（语音涵盖范围更大、数据传输量更高）；可分担大型行动网络流量负载，并减少基础建设的部署成本 [1]、[2]。然而，部署毫微微蜂巢式基地台的挑战在于毫微微蜂巢式基地台的搜寻能力；也就是说，UE进入家中时，如果已链接至不同频率的大型基地台，且大型基地台的质量 (CPICH Ec/Io) 良好，就可能无法找到并链接至毫微微蜂巢式基地台（如图一及图二所示）。为了促进毫微微蜂巢式基地台的搜寻功能，大型基地台网络提供的Sintersearch 广播数值设定必须较高，不过这样会影响网络中所有UE。

另一替代解决方案为，研究者建议使用基地台重选信标 (CRB)，例如毫微微蜂巢式基地台使用大型基地台频率传送信标。信标在时域中相当稀少，可尽量降低对邻近UE的干扰。实验室测试显示，即使Sintersearch数值较低，CRB仍可非常有效地增进毫微微蜂巢式基地台的搜寻能力，同时不影响大型基地台用户的语音质量；至于信标涵盖范围内的大型基地台UE，其HSDPA传输量仅受到些许影响。

《图一 链接至大型基地台的UE，进入部署毫微微蜂巢式基地台的家中。》

本文各段落内容简介如下：第II节介绍仿真方法及假设，包括建立路径损耗模型、动态仿真模型，以及SIB参数假设。第III节介绍毫微微蜂巢式基地台搜寻表现的仿真结果（Sintersearch阈值函数）。第V节针对毫微微蜂巢式基地台的搜寻能力，简要探讨UE强化的概念。第VI节说明如何使用基地台重选信标，以增进毫微微蜂巢式基地台的搜寻能力，并列出实验室的测试结果。第VII节则为本文结论。

《图二 由于大型基地台覆盖率强大，UE无法执行频率间搜寻》

II.系统仿真模型及假设

本节首先介绍RF模型，再依据RF模型计算从大型基地台及毫微微蜂巢式基地台到任何特定位置UE间的路径损耗，以及相关的CPICH Ec/Io数值。

A.仿真模型

研究者使用A.W.E. Communications的WinProp软件工具，建立详细的稠密都市街区路径损耗模型。建模软件的效度及准确度经现场测量证实，如附录所示。

稠密都市街区

如图三及图四所示，街区面积约200公尺×200公尺，包含八座建筑，其中有四座三层建筑，以及四座五层建筑。每层楼有十间公寓，其中六间为三房公寓（1250平方英尺），四间为单房公寓（625平方英尺），因此街区中共有320间公寓。公寓使用各种材质，由WinProp软件附的材质数据库依据现场情况选定（请参见附录）。街区周围环绕一般的水泥建筑，高度不一。建筑周围有三个大型基地台，其中二个位于东南角、一个在西北角。三个大型基地台的传输功率经过偏移，以仿真不同位置的几何参数，例如基地台边缘及基地台站台。毫微微蜂巢式基地台则随机部署公寓中，而公寓的毫微微蜂巢式基地台数目，可依大型基地台的涵盖范围而定；如此可造成群集效应，让收讯不良的区域拥有较多毫微微蜂巢式基地台，而收讯良好区域的毫微微蜂巢式基地台则较少。公寓中毫微微蜂巢式基地台的位置由五个地点中选择，其中二个对应楼层位置，三个则对应桌子位置。群集现象如图四所示，显示基地台边缘街区的毫微微蜂巢式基地台部署情形。

这些部署可降低取样，以达成较低的毫微微蜂巢式基地台穿透密度。图五说明WinProp根据毫微微蜂巢式基地台位置样本产生的路径损耗。大型基地台的路径损耗则是依据街区在大型基地台内的位置而定。根据大型基地站台至站台边缘的不同位置，共产生十种不同的大型基地台路径损耗图表。除非另行说明，否则本文所有结果皆以十个地点的平均值为依据。

《图三 (a) 稠密都市街区的仿真模型。(b) 各个建筑的楼层规划。》

行动力路线

本研究共使用三种街区行动力路线，即户外、走廊及公寓内部。建立行动力路线的主要目的，是了解一般闲置UE穿过街区、建筑及在公寓内的动作模式。户外路线共有四个，于人行道和建筑间信道行进；走廊路线也有四个，仿真UE从建筑入口进入，往上爬几层楼梯，沿着走廊前进，最后到达公寓入口。公寓内部路线则分为二种类别，第一类包含各种不同路线，由公寓入口开始，前往床头桌、桌子、餐桌或料理台等定点，在这些地方UE会止住不动一段时间。这些路线表示用户回家，并将手持装置放在特定位置。第二类则包含UE定期来回走动的绕行路线，每日数次。此类路线表示用户将手持装置放入口袋，在公寓四处移动。图四及图六说明上述路线。

《图四 街区的鸟瞰图，显示毫微微蜂巢式基地台的位置、户外路线 (R1-R4) 以及走廊路线 (R5-R8)。》

毫微微蜂巢式基地台采用彩色编码以显示所在楼层。本图说明群集效应在大型基地台收讯不佳的区域，例如特定公寓建筑的一楼，毫微微蜂巢式基地台密度较高。

B. 仿真假设

研究者假设的部署情境为双频率，其中频率F1由大型基地台及毫微微蜂巢式基地台共享，而频率F2仅供大型基地台使用。前述二种频率假设为邻接频率，而邻频干扰比 (ACIR）则为33dB。请注意，虽然本研究探讨重点为双频率情境，但本研究的质性结论也适用于其他情境，例如拥有一个毫微微蜂巢式基地台专属载波的三频情境。本文内容全部采用限制关联的假设方式，也就是说，毫微微蜂巢式基地台只能由家中的UE（HUE）存取，不能由其他 HUE 或大型基地台UE（MUE）存取。分析中假设大型B 节点 (MNB) 负载为50%，代表使用完整功率的 50%（亦即 40dBm）传输。此外也假设将完整功率的10%，分配于引导MNB及HNB。毫微微蜂巢式基地台的穿透率假设为5%（基地台边缘）以及2.5%（基地台站台）。依据上述的部署假设，以及模型产生的路径损耗图表，就能在行动路线沿线任何地点，以UE测量所有B节点的CPICH Ec/Io。衰退效应也列入仿真项目，并加入路径损耗之中。其后将Ec/Io数据输入仿真器之中。仿真器遵循3GPP25.304 [3]规定的3GPP 基地台重选程序（图七将简要说明）。

《图五 毫微微蜂巢式基地台位置样本的路径损耗图表》

《图六 公寓内部路线所包含的 UE：i) 沿着入口至定点的红线移动；ii) 沿着红色绕行路线移动。》

表一列出闲置模式基地台重选的相关SIB参数。参数Qoffset 设定后：1)频率 F1 成为联机载波，2)UE在执行闲置基地台重选时，HNB的优先级高于 MNB。不过 HNB 的CPICH Ec/Io 最低为 -12dB，因此只有在HNB讯号质量良好时，闲置基地台重选才会选择HNB。

III. 仿真结果与讨论

本节将说明行动仿真的结果。

A. 毫微微蜂巢式基地台的搜寻表现

如前所述，若Sintersearch设定的数值较低，则UE回到家中时，就不容易在其他频率找到自己的毫微微蜂巢式基地台。图八显示，在不同UE定点（如第VI节所述之床头桌、桌子、餐桌等地点），最强大型基地台之 CPICH Ec/Io 的累积分布函数 (CDF)，或可支持上述论点。根据图八所示数据，可推论如果UE以频率F2于大型基地台启动（毫微微蜂巢式基地台频率为F1），且Qqualmin+Sintersearch低于-10dB时，则搜寻到毫微微蜂巢式基地台的机会并不高。

《图七 3GPP 闲置模式基地台重选步骤流程图。》

图九显示毫微微蜂巢式基地台的搜寻表现。由图中可发现，Sintersearch阈值必须很高（例如12dB或以上），才能搜寻到毫微微蜂巢式基地台。

《图九 在不同大型基地台Sintersearch设定情况下的毫微微蜂巢式基地台搜寻表现。结果系以十个地点的平均值为依据。需要设定较高的Sintersearch阈值，才能搜寻到毫微微蜂巢式基地台。》