想求个较为偏远小区的无线网络的基本参数,如基站天线高度,倾斜角度,小区用户数等等数据

作者&投稿:郯石 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
基站天线性能参数~

天线工作频率
无论天线还是其他通信产品,总是在一定的频率范围(频带宽度)内工作,其取决于指标的要求。通常情况下,满足指标要求的频率范围即可为天线的工作频率。
天线

一般来说,在工作频带宽度内的各个频率点上,天线性能是有差异的。因此,在相同的指标要求下,工作频带越宽,天线设计难度越大。
辐射参数
主瓣;
副瓣;
半功率波束宽度;
增益;
波束下倾角;
前后比;
交叉极化鉴别率;
上旁瓣抑制;
下零点填充;
根据天线辐射参数对网络性能影响程度,可分类如下:
半功率波束宽度
在方向图主瓣范围内,相对最大辐射方向功率密度下降至一半时的角域宽度,也叫3dB波束宽度。
水平面的半功率波束宽度叫水平面波束宽度;垂直面的半功率波束宽度叫垂直波束宽度。
天线增益与波束宽度的关系:
水平面波束宽度
每个扇区的天线在最大辐射方向偏离±60º时到达覆盖边缘,需要切换到相邻扇区工作。在±60º的切换角域,方向图电平应该有一个合理的下降。电平下降太多时,在切换角域附近容易引起覆盖盲区掉话;电平下降太少时,在切换角域附近覆盖产生重叠,导致相邻扇区干扰增加。
理论仿真和实际应用结果表明:在密集建筑的城区,由于多径反射严重,为了减小相邻扇区之间的相互干扰,在±60º的电平下降至-10dB左右为好,反推半功率宽度约为65º;而在空旷的郊区,由于多径反射少,为了确保覆盖良好,在±60º的电平下降至-6dB 左右为好,反推半功率宽度约为90º。
水平面波束宽度、波束偏斜及方向图一致性决定了覆盖区方位向的性能好坏。
多径反射传播:
P ~~ 1/R^n
n = 2~4
±60º电平设计:
------------------
市区 n=3~3.5
9~10.5dB 下降
郊野:n=2
6 dB 下降
垂直面波束宽度及电下倾角精度
决定了网络覆盖区中距离向性能的好坏。
观察下图的垂直面方向图。波束应该适当下倾,下倾角度最好使得最大辐射指向图 中目标服务区的边缘。如果下倾太多(黄色),服务区远端的覆盖电平会急剧下降;如果下倾太少,覆盖在服务区外,且产生同频干扰问题。
电下倾角度
最大辐射指向与天线法线的夹角。
前后比
抑制同频干扰或导频污染的重要指标.
通常仅需考察水平面方向图的前后比,并特指后向±30°范围内的最差值。
前后比指标越差,后向辐射就越大,对该天 线后面的覆盖小区造成干扰的可能性就越大。
特殊应用中才会考察垂直面方向图的前后比,比如基站背向区域有超高层建筑物。
天线增益
系指天线在某一规定方向上的辐射功率通量密度与参考天线(通常采用理想点源)在相同输入功率时最大辐射功率通量密度的比值。
天线增益、方向图和天线尺寸之关系
天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线重要的参数之一。
天线增益越高,方向性越好,能量越集中,波瓣越窄。
增益越高,天线长度越长。
天线增益的几个要点:
1)天线是无源器件,不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。
2)天线的增益由振子叠加而产生。增益越高,天线长度越长。
3)天线增益越高,方向性越好,能量越集中,波瓣越窄。
增益影响覆盖距离指标 ,合理选择增益!!!
提高天线增益,覆盖的距离增大,但同时会压窄波束宽度,导致覆盖的均匀性变差。天线增益的选取应以波束和目标区相配为前提,为了提高增益而过分压窄垂直面波束宽度是不可取的,只有通过优化方案,实现服务区外电平快速下降、压低旁瓣和后瓣,降低交叉极化电平,采用低损耗、无表面波寄生辐射、低VSWR的馈电网络等途径来提高天线增益才是正确的
交叉极化比
极化分集效果优劣的指标
为了获得良好的上行分集增益,要求双极化天线应该具有良好的正交极化特性,即在±60º的扇形服务区内,交叉极化方向图电平应该比相应角度上的主极化电平有明显的降低,其差别(交叉极化比)在最大辐射方向应大15dB,在±60º内应大于10dB,最低门槛也应该大于7dB,如图所示。如此,才可以认为两个极化接收到的信号互不相关。
副瓣抑制
抑制同频干扰或导频污染的辅助指标
对于城区建筑物密集的应用场景,一方面因通信容量大要求缩小蜂窝,另一方面因楼房遮挡和多径反射,难以实现大距离覆盖。通常采用增益13~15dBi的低增益天线,大下倾角做微蜂窝覆盖,从而,主波束的上侧第一、二旁瓣指向前方同频小区的可能性很大,这就要求在设计天线时,设法对上旁瓣进行抑制,从而降低干扰。
下零点填充
在某些特殊场景有限减少盲点的辅助指标
在天线设计时,对下零点进行适当填充,就可能减少掉话率。但零点填充要适可而止,当对零点填充要求较高时,增益损失较大,得不偿失。对于低增益天线,由于波瓣较宽,应用时通常下倾角较大,下旁瓣不参与覆盖,不需要进行零点填充。
多径的影响,导致近距离零点效应不明显或者消失。
方向图圆度
评估全向天线均匀覆盖效果的指标
仅需考察水平面方向图的圆度。评估举例:指标为±1dB,所有频点都需要优于该指标。
电压驻波比
电压驻波比(VSWR):为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。
当天线端口没有反射时,就是理想匹配,驻波比为1;当天线端口全反射时,驻波比为无穷大。
电压驻波比是天线高效率辐射的基本指标要求。
在全频段内考察VSWR,取最大值为指标。
评估举例:指标为1.5,所有频点都需要优于该指标。
隔离度
是指某一极化接收到的另一极化信号的比例。
一般指双极化天线中两个极化直接的隔离。
三阶交调
确保天线发射的交调干扰不影响接收机的灵敏度
在全频段内考察PIM3,取最大值为指标。
可通过交调指标反映供应商天线产品的综合水平,特别是物料生产及装配过程的质量控制能力。
互调干扰的必要条件:足够强的互调信号电平+能够落入到系统接收频带
天线主要参数计量单位
计量单位说明
1) dB
相对值,表征两个量的相对大小关系,如A的功率比B的功率大或小
多少个dB时,可按10log(A功率值/B功率值)计算。
举例:A功率值为2W,B功率值为1W,即A相比B多了一倍,换算成dB单位为:
10log(2W/1W) ≈3dB
2) dBm
表征功率绝对值的量,也可认为是以1mw功率为基准的一个比值,计算为:10log(功率值/1mw)。
举例:功率值为10w,换算成dBm为10log(10w/1mw)=40dBm。
3) dBi及dBd
均表征天线增益的量,也是一个相对值,与dB类似,只是dBi及dBd有固定的参考基准:dBi的参考基准为全方向性理想点源,dBd的参考基准为半波振子。
举例:0dBd=2.15dBi
天线技术未来
高性能天线
面临不断增长的流量需求,提升网络容量,天线技术是关键。由于容量大小受限于SINR,通过天线技术来提升SINR,就必须最小化扇区间干扰,最大化集中化天线辐射能量。
射频部分和天线融合
总之,天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。合理慎重地选用天线,可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。

1、基站天线的工作原理:
基站天线的主要功能就是提供无线覆盖,即实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。
1. 核心网侧的控制信令、语音呼叫或数据业务信息通过传输网络发送到基站(在2G、3G网络中,信号先传送到基站控制器,再传送到基站)。
2. 信号在基站侧经过基带和射频处理,然后通过射频馈线送到天线上进行发射。
3. 终端通过无线信道接收天线所发射的无线电波,然后解调出属于自己的信号。

2、基站天线的主要参数有:
电气参数、频率范围、极化方式、波瓣宽度、机械可调倾角、电压驻波比。
知识点延伸:
每个基站根据所连接的天线情况,可以包含有一个或多个扇区。基站扇区的覆盖范围可以达到几百到几十千米。不过在用户密集的地区,通常会对覆盖范围进行控制,避免对相邻的基站造成干扰。
基站天线的基带和射频处理能力,决定了基站的物理结构由基带模块和射频模块两大部分组成。基带模块主要是完成基带的调制与解调、无线资源的分配、呼叫处理、功率控制与软切换等功能。射频模块主要是完成空中射频信道和基带数字信道之间的转换,以及射频信道的放大、收发等功能。

移动通信天线的技术发展很快,最初中国主要使用普通的定向和全向型移动天线,后来普遍使用机械天线,现在一些省市的移动网已经开始使用电调天线和双极化移动天线。由于目前移动通信系统中使用的各种天线的使用频率,增益和前后比等指标差别不大,都符合网络指标要求,我们将重点从移动天线下倾角度改变对天线方向图及无线网络的影响方面,对上述几种天线进行分析比较。

2.1 全向天线
全向天线,即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,也就是平常所说的无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。全向天线在移动通信系统中一般应用与郊县大区制的站型,覆盖范围大。

2.2 定向天线
定向天线,在在水平方向图上表现为一定角度范围辐射,也就是平常所说的有方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束,同全向天线一样,波瓣宽度越小,增益越大。定向天线在移动通信系统中一般应用于城区小区制的站型,覆盖范围小,用户密度大,频率利用率高。

根据组网的要求建立不同类型的基站,而不同类型的基站可根据需要选择不同类型的天线。选择的依据就是上述技术参数。比如全向站就是采用了各个水平方向增益基本相同的全向型天线,而定向站就是采用了水平方向增益有明显变化的定向型天线。一般在市区选择水平波束宽度B为65°的天线,在郊区可选择水平波束宽度B为65°、90°或120°的天线(按照站型配置和当地地理环境而定),而在乡村选择能够实现大范围覆盖的全向天线则是最为经济的。
2.3 机械天线
所谓机械天线,即指使用机械调整下倾角度的移动天线。

机械天线与地面垂直安装好以后,如果因网络优化的要求,需要调整天线背面支架的位置改变天线的倾角来实现。在调整过程中,虽然天线主瓣方向的覆盖距离明显变化,但天线垂直分量和水平分量的幅值不变,所以天线方向图容易变形。

实践证明:机械天线的最佳下倾角度为1°-5°;当下倾角度在5°-10°变化时,其天线方向图稍有变形但变化不大;当下倾角度在10°-15°变化时,其天线方向图变化较大;当机械天线下倾15°后,天线方向图形状改变很大,从没有下倾时的鸭梨形变为纺锤形,这时虽然主瓣方向覆盖距离明显缩短,但是整个天线方向图不是都在本基站扇区内,在相邻基站扇区内也会收到该基站的信号,从而造成严重的系统内干扰。

另外,在日常维护中,如果要调整机械天线下倾角度,整个系统要关机,不能在调整天线倾角的同时进行监测;机械天线调整天线下倾角度非常麻烦,一般需要维护人员爬到天线安放处进行调整;机械天线的下倾角度是通过计算机模拟分析软件计算的理论值,同实际最佳下倾角度有一定的偏差;机械天线调整倾角的步进度数为1°,三阶互调指标为-120dBc。

2.4 电调天线
所谓电调天线,即指使用电子调整下倾角度的移动天线。

电子下倾的原理是通过改变共线阵天线振子的相位,改变垂直分量和水平分量的幅值大小,改变合成分量场强强度,从而使天线的垂直方向性图下倾。由于天线各方向的场强强度同时增大和减小,保证在改变倾角后天线方向图变化不大,使主瓣方向覆盖距离缩短,同时又使整个方向性图在服务小区扇区内减小覆盖面积但又不产生干扰。实践证明,电调天线下倾角度在1°-5°变化时,其天线方向图与机械天线的大致相同;当下倾角度在5°-10°变化时,其天线方向图较机械天线的稍有改善;当下倾角度在10°-15°变化时,其天线方向图较机械天线的变化较大;当机械天线下倾15°后,其天线方向图较机械天线的明显不同,这时天线方向图形状改变不大,主瓣方向覆盖距离明显缩短,整个天线方向图都在本基站扇区内,增加下倾角度,可以使扇区覆盖面积缩小,但不产生干扰,这样的方向图是我们需要的,因此采用电调天线能够降低呼损,减小干扰。

另外,电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整,实时监测调整的效果,调整倾角的步进精度也较高(为0.1°),因此可以对网络实现精细调整;电调天线的三阶互调指标为-150dBc,较机械天线相差30dBc,有利于消除邻频干扰和杂散干扰。

2.5 双极化天线
双极化天线是一种新型天线技术,组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下,因此其最突出的优点是节省单个定向基站的天线数量;一般GSM数字移动通信网的定向基站(三扇区)要使用9根天线,每个扇形使用3根天线(空间分集,一发两收),如果使用双极化天线,每个扇形只需要1根天线;同时由于在双极化天线中,±45°的极化正交性可以保证+45°和-45°两副天线之间的隔离度满足互调对天线间隔离度的要求(≥30dB),因此双极化天线之间的空间间隔仅需20-30cm;另外,双极化天线具有电调天线的优点,在移动通信网中使用双极化天线同电调天线一样,可以降低呼损,减小干扰,提高全网的服务质量。如果使用双极化天线,由于双极化天线对架设安装要求不高,不需要征地建塔,只需要架一根直径20cm的铁柱,将双极化天线按相应覆盖方向固定在铁柱上即可,从而节省基建投资,同时使基站布局更加合理,基站站址的选定更加容易。

对于天线的选择,我们应根据自己移动网的覆盖,话务量,干扰和网络服务质量等实际情况,选择适合本地区移动网络需要的移动天线:
--- 在基站密集的高话务地区,应该尽量采用双极化天线和电调天线;
--- 在边、郊等话务量不高,基站不密集地区和只要求覆盖的地区,可以使用传统的机械天线。

我国目前的移动通信网在高话务密度区的呼损较高,干扰较大,其中一个重要原因是机械天线下倾角度过大,天线下倾角度过大,天线方向图严重变形。要解决高话务区的容量不足,必须缩短站距,加大天线下倾角度,但是使用机械天线,下倾角度大于5°时,天线方向图就开始变形,超过10°时,天线方向图严重变形,因此采用机械天线,很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。因此建议在高话务密度区采用电调天线或双极化天线替换机械天线,替换下来的机械天线可以安装在农村,郊区等话务密度低的地区。

这个太纠结了,这个需要去运营商那儿查找数据


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