基站天線(xiàn)的選取與優(yōu)化

基站天線(xiàn)的選取與優(yōu)化李長(cháng)海國脈通信規劃設計有限公司無(wú)線(xiàn)設計部150040摘要:文章闡述了天線(xiàn)對移動(dòng)通信系統網(wǎng)絡(luò )性能的重要,并對其選擇的方法與在市區內的高、低層建筑中優(yōu)化方法進(jìn)行了分析，僅供參考。關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信;基站;天線(xiàn);選擇;優(yōu)化1、引言無(wú)線(xiàn)技術(shù)是移動(dòng)通信技術(shù)基礎,基站天線(xiàn)是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )與用戶(hù)手機終端空中無(wú)線(xiàn)聯(lián)接的設備。天線(xiàn)是能量置換設備，是無(wú)源器件，其主要作用是輻射或接收無(wú)線(xiàn)電波，輻射時(shí)將高頻電流轉換為電磁波，將電能轉換為電磁能;接收時(shí)將電磁波轉換為高頻電流，將磁能轉換為電能。天線(xiàn)的性能質(zhì)量直接影響移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的覆蓋和服務(wù)質(zhì)量;不同的地理環(huán)境,不同服務(wù)要求需要選用不同類(lèi)型，不同規格的天線(xiàn)。天線(xiàn)調整在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作中有很大的作用。移動(dòng)通信系統是有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)的綜合體,它是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )在其覆蓋范圍內,通過(guò)空中接口(無(wú)線(xiàn))將移動(dòng)臺與基站聯(lián)系起來(lái)，并進(jìn)而與移動(dòng)交換機相聯(lián)系(有線(xiàn))的一一個(gè)綜合的復合體。.而在移動(dòng)通信系統中,空間無(wú)線(xiàn)信號的發(fā)射和接收都是依靠移動(dòng)天線(xiàn)來(lái)實(shí)現的。因此，天線(xiàn)對于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，起著(zhù)舉足輕重的作用，如果天線(xiàn)的選擇不好，或者天線(xiàn)的參數設置不當，都會(huì )直接影響到整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的運行質(zhì)量。尤其在基站數量多，站距小，載頻數量多的高話(huà)務(wù)量地區，天線(xiàn)選擇及參數設置是否合適，對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的干擾，覆蓋率,接通率及全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量有很大影響。2、天線(xiàn)選擇方法對于天線(xiàn)的選擇，應根據自己移動(dòng)網(wǎng)的覆蓋，話(huà)務(wù)量,干擾和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)質(zhì)量等實(shí)際情況，選擇適合本地區移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )需要的移動(dòng)天線(xiàn):在基站密集的高話(huà)務(wù)地區，應該盡量采用雙極化天線(xiàn)和電調天線(xiàn)，在邊、郊等話(huà)務(wù)量不高，基站不密集地區和只要求覆蓋的地區，可以使用傳統的機械天線(xiàn)。我國目前的移動(dòng)通信網(wǎng)在高話(huà)務(wù)密度區的呼損較高，干擾較大，其中一個(gè)重要原因是機械天線(xiàn)下傾角度過(guò)大,天線(xiàn)下傾角度過(guò)大,天線(xiàn)方向圖嚴重變形。要解決高話(huà)務(wù)區的容量不足，必須縮短站距，加大天線(xiàn)下傾角度，但是使用機械天線(xiàn)，下 傾角度大于5°時(shí)，天線(xiàn)方向圖就開(kāi)始變形，超過(guò)10° 時(shí)，天線(xiàn)方向圖嚴重變形，因此采用機械天線(xiàn),很難解決用戶(hù)高密度區呼損高、干擾大的問(wèn)題。因此建議在高話(huà)務(wù)密度區采用電調天線(xiàn)或雙極化天線(xiàn)替換機械天線(xiàn)，替換下來(lái)的機械天線(xiàn)可以安裝在農村，郊區等話(huà)務(wù)密度低的地區。天線(xiàn)選擇原則為:根據不同的環(huán)境要求,選擇不同類(lèi)型的天線(xiàn)不同性能的天線(xiàn)適應于不同環(huán)境，滿(mǎn)足不同的用戶(hù)需求。3.1城區內話(huà)務(wù)密集地區在話(huà)務(wù)量高度密集的市區,基站間的距離一般在500-1000米，為合理覆蓋基站周?chē)?00米左右的范圍，天線(xiàn)高度根據周?chē)h(huán)境不宜太高，選擇- - 般增益的天線(xiàn)，同時(shí)可采用天線(xiàn)下傾的方式。選擇內置電下傾的雙極化定向天線(xiàn)，配合機械下傾，可以保證方向圖水平半功率寬度在主瓣下傾的角度內變化小。3.2在郊區或鄉鎮地區在話(huà)務(wù)量很底的農村地區，主要考慮信號覆蓋，基站大多中國煤化工用高M(jìn)YHCNMHG增益的全向天線(xiàn)，天線(xiàn)架高可設在40-50米，同時(shí)適當調大基站發(fā)射功率，以增強信號的覆蓋范圍，一般平原地區--90dBm覆蓋距離可達5公里。3.3在鐵路或公路沿線(xiàn)在鐵路或公路沿線(xiàn)主要考慮沿線(xiàn)的帶狀覆蓋分布,可以采用雙扇區型基站,每個(gè)區180;天線(xiàn)宜采用單極化3dB波瓣寬度為90°的高增益定向天線(xiàn)，兩天線(xiàn)相背放置，最大輻射方向與高速路的方向一致。3.4在城區內的一些室內或地下在城區內的一些室內或地下，如:高大寫(xiě)字樓內，地下超市，大酒店的大堂等，信號覆蓋較差，但話(huà)務(wù)量較高。為滿(mǎn)足這一區域用戶(hù)的通信需求，可采用室內微蜂窩或室內分布系統，天線(xiàn)采用分布式的低增益天線(xiàn)，以避免信號干擾影響通信質(zhì)量。4、天線(xiàn)的優(yōu)化GSM數字移動(dòng)通信發(fā)展非常迅速，從早期規劃的大區制，到后來(lái)的小區制，直到現在的微蜂窩、微微蜂窩，相對應的天線(xiàn)從早期架設在屋面鐵塔上，到后來(lái)天線(xiàn)降到屋面上，直到現在要把天線(xiàn)設置在屋面下的外墻側面上。所有的這些變化都說(shuō)明，對GSM基站站點(diǎn)的優(yōu)化在不同階段要有不同的思路，只有不斷更新思想，才能建設和優(yōu)化好GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的通信質(zhì)量。4.1對設在市內高層建筑上基站的優(yōu)化這類(lèi)基站(一般是指天線(xiàn)離地在30m以上)在GSM建設初期起到了重要的作用，在基.站數不斷增加的情況下，這類(lèi)基站正面作用越來(lái)越小、反面作用越來(lái)越突出。如果天線(xiàn)能降高的，就采取降低天線(xiàn)高度的辦法，便于在其周?chē)ㄔO新基站，提高頻率復用率。4.2對設在低層建筑物上基站的優(yōu)化對這類(lèi)基站(- -般指10層以下民用住宅樓，天線(xiàn)離地掛高在15m~30m之間)，如果是基站無(wú)線(xiàn)覆蓋半徑要求控制在500m左右時(shí)，這樣的天線(xiàn)離地掛高是比較合適的。隨著(zhù)基站小區的不斷分裂，小區半徑間隔越來(lái)越小(已達到300m,甚至更小)，這時(shí)就要對天線(xiàn)進(jìn)行GSM網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化調整。由于對這類(lèi)基站進(jìn)行優(yōu)化，主要是把基站無(wú)線(xiàn)覆蓋小區半徑控制在--個(gè)更小的范圍內，因此，通常采用調整無(wú)線(xiàn)傾角的辦法來(lái)加以控制。一方面，調整天線(xiàn)下傾角方法簡(jiǎn)單、施工方便、周期短，且又能使天線(xiàn)在干擾方向上的增益減小:另一方面天線(xiàn)下傾后，提高了本覆蓋區內的信號強度，既改善了本覆蓋區的場(chǎng)強，又增加了抗同頻干擾的能力，因此能有效地對服務(wù)區進(jìn)行控制。.在實(shí)際工程中對天線(xiàn)下傾角調整不是越大越好，這是因為隨著(zhù)天線(xiàn)下傾角的增大，水平方向傳播特性圖將變成扁平。一般下傾角超過(guò)10°，水平方向圖就會(huì )出現失真。因而天線(xiàn)下傾角在0° ~10°之間選擇較為合理。另外，有些廠(chǎng)家在設計天線(xiàn)時(shí)，把主瓣與旁瓣交界處的場(chǎng)強值設地成0dB,且天線(xiàn)內部本身又沒(méi)有設置下傾角度，為了抑制該0dB場(chǎng)強值落在最想覆蓋的基站小區內(造成近距離覆蓋效果不好)，因而天線(xiàn)下傾角至少也要下傾1° ~2°。如果運營(yíng)商選擇這類(lèi)天線(xiàn)，則天線(xiàn)下傾角建議在1° ~10°之間選擇為宜。參考文獻:[1]張暉?！痘咎炀€(xiàn)的優(yōu)化選擇和設置技術(shù)》. 江蘇通信技術(shù), 2007[2]劉志英《移動(dòng)通信天線(xiàn)的選型及優(yōu)化調整》. 中國通信學(xué)會(huì )無(wú)線(xiàn)及移動(dòng)通信委員會(huì )、IP應用與增強電信技術(shù)委員會(huì )2007年度聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì ),2007中國煤化工MHCNMH G