《智能天线广播波束赋形应用探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能天线广播波束赋形应用探讨（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、智能天线广播波束赋形应用探讨摘要： TD-SCDMA 的难点在于覆盖与自干扰。解决的办法有很多，本文提供了调整广播波 束赋形宽度这种便捷有效的方法，可以根据不同的无线场景，设置最为合理的波束宽度，即 达到预期的覆盖效果，又能减少公共信道的干扰，提升系统性能。关键词：波束宽度 场景1. 引言智能天线是TD-SCDMA的关键技术之一。该技术的运用大大降低了 TD-SCDMA系统 内部的干扰，提高了系统容量。然而这只适用于用户在通话过程中，智能能天线对每个用户 的上行信号均采用赋形波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA，旁瓣或零陷对准 干扰信号到达方向，达到抑制干扰信号的目的，提高系统性能是非
2、常直接的。但在用户没有 发射，仅处于接收状态下，基站是不可能知道该用户所处的方位，只能使用全向波束进行发 射，所以优化广播信道及下行导频信道波束，不仅可以减少公共信道的干扰，提升系统性能， 而且还能根据场景之需，因地制宜，达到良好覆盖效果。2. 广播波束赋形的介绍天线的垂直波瓣宽度和下倾角决定基站覆盖的距离，而天线的水平波瓣宽度和方位角度 决定覆盖的范围。广播波束是在广播时隙形成，实现对整个小区的广播。TD系统中，在帧 结构中为广播信道设置了专门的时隙。图 1 TD 帧结构图波瓣宽度的大小反映了天线的能量辐射集中程度，波瓣宽度越窄天线主瓣（3dB角内）能 量越集中，旁瓣对周边小区干扰也越小。对
3、于广播信道全向赋形，全向天线的水平波瓣宽度 均为360度；定向天线的常见水平波瓣宽度有30度、65度、90度、120度等多种。对使用普通天线的无线基站，其小区的覆盖完全由天线的辐射方向图形确定。当然，天 线的辐射方向图形是可能根据需要而设计的。但在现场安装后除非更换天线，其辐射方向图 形是不可能改变和很难调整的。但智能天线的辐射图形则完全可以用软件控制，在网络覆盖 需要调整或由于新的建筑物等原因使原覆盖改变等情况下，均可能非常简单地通过软件来优 化，如图2。所以在TD系统中，广播波束赋形已经成为日常优化的一种参数方法。有了它， 网优人员就可能轻松地根据实际环境之需，根据周边站点的间距、疏密程度
4、来调整使用广播 信道的波束赋形宽度，达到预期的效果。3flhJ2下疔垣tJt丈电牛ims* dBSEKfi 智盲次城 習H疔疲胆!5V54BI1EI16061L厂智 MQ3D15_ESK 軒誓怦日製作-嘶黑 A羽忡附0仃_万爭也子阿号权版丰号珏愎号天咖丰天悄爭坍盂虑型暫魄忑魂雷也a:罠降刁戢讥厂arJ1運和口兀址口唇|WTE口比灯 f2i7fiH 二|pjR1FiUli葆礪E忧口呼号j ZTF彳号时|7口巧 三Rf!U1供山 iUft天世Wfi|1迪1RHU2內出卑昌卿XiH业诅鬲吋ESiSIW 平寄 iN03?Dl_E；RMi& 陶配宜乘1161如茎构测2102E 0 eas 1 &57C?
5、qfi2CI0B121E -回配西勺盛Jfi西骑酣09冀权0叱宜彩叫常曲芮均測皿D*拦 f- & 161* di Noda P贵产卜 国 的帧*0瓷百审栽厢台D *口世输配匿 &辽无爾黑一 T天tts：曲當 L O搦的.初护La设竜ae迓4 EJ J13K1e- j甜口配兰片智 NB3D02_flT-.4 寄H日IDRjR仁广垢惟宜网卷陆7曲4_程设式團含室号 帝 NB3oo5_3ysiEacn 4培 NB3DOB 丽山庄:a 噜 MPHDDTJBWIBIlKN胡4 寄怦日訂口日一末闖里雇店倍殳甘） A 宙 NB30a9J备N 93011琢JH洁宜知 旷辔 NB3D12.S：4 待14的012
6、JH阳丸厦图2软件调整波束宽度目前TD系统不仅可以通过软件调整广播信道的波束宽度，而且还可以通过软件调整波 束的水平方向，调整权值等等。主要调整思路如表1。表1智能天线波束赋形调整天线半功率角的大小参数调整，半功率角调整支持30度、65度、90度、120度等多种方位角的调整参数调整，实现波束水平偏移覆盖形状的调整通过权值调整，调整小区的覆盖形状注：若配合天线型号调整权值效果会更好。本文着重从广播信道的半功率角方面来讨论广播波束赋形在各个场景中的应用。3. 场景应用探讨31密集城区场景311场景特点密集城区建筑物平均高度超过30米，建筑物较为密集，平均楼间距约1020米；区域 内通常存在大量写字
7、楼或者商场、店铺等建筑；区域内话务量密集、业务速率要求较高，是 数据业务发展的重点区域。密集城区无线信号的传播环境复杂。3.1.2.优化建议密集城区的TD-SCDMA网络，无线环境复杂，站点间距又小，同时可能存在由于选址 问题导致的站点布局不合理，容易产生大量的由于阻挡导致的信号弱场或盲区、街道效应、 拐角效应、越区覆盖、导频污染、乒乓切换等问题。图3 65度天线水平与垂直波瓣图该场景下广播波束宽度建议调整为65度，波束图参见图3。该波束主瓣能量集中在65 度角的范围内，旁瓣干扰相对较小，配合天线的方向、下倾角可以较容易解决由于密集城区 站间距相对较小导致的导频污染，可以合理地控制覆盖范围及切
8、换带。3.2.般城区场景3.2.1. 场景特点一般城区建筑物平均高度在30米以下，建筑物相对密集，平均楼间距约20米左右；区 域内通常存在大量高度起伏不大的楼房、店铺或厂房；区域内话务量相对密集。在普通城区 构建的TD-SCDMA网络，由于无线信号的传播环境相对复杂，同样也会遇到和密集城区类 似的网络优化问题，如覆盖的弱场盲区、导频污染、同频干扰、街道效应等，这些都是是造 成网络性能指标差的主要原因。3.2.2. 优化建议一般城区的场景特点和网络问题与密集城区类似，优化思路也基本一致，广播波束宽度 建议调整为65度为宜，主要是为了减少导频污染，覆盖距离可以通过下倾角来控制。33郊区场景3.3.
9、1. 场景特点建筑物平均高度1015米，建筑物较为稀疏，平均楼距约3050米；区域内通常存在 大量居民住宅小区、工厂、商铺等建筑；区域内话务量较低、可提供低速率数据业务，对覆 盖需求较为迫切。3.3.2. 优化建议郊区构建的TD-SCDMA网络，由于站间距相对较大，弱覆盖问题相对比较多，个别地 方也会存在导频污染、远端DwPCH对UpPCH的干扰、越区覆盖等网络优化问题。该场景下广播波束宽度建议调整为120度，波束图参见图4。郊区场景站间距较大，住 宅区分散，话务量较小，站点稀疏，该场景对覆盖的需求较高。比较65度波瓣，120度波 瓣的特点在于覆盖较广、距离较短，在较广阔的范围内提供均匀的能量
10、。配合方向、下倾角、 功率的调整能够较好地解决郊区环境下的广度覆盖需求。3.4.城乡结合部场景3.4.1. 场景特点城乡结合部筑物平均高度在20米以下，建筑物非常密集，楼与楼紧挨着，平均楼间距 不超过2米左右；区域内都是出租房，话务量密集又相对较高。这种区域即要投入站点来加 强覆盖，吸收潜在话务，又要最大程度减少站间的相互干扰。该场景是目前网络覆盖中使用 宏基站最难处理的一种环境。3.4.2. 优化建议受城乡结合部特点影响，这种区域内覆盖与设备的投入成本是成正比关系。在这种情况 下，若考虑到成本因素，可以尝试将广播波束宽度调整为90度，波束图如图5。90度波瓣 的覆盖范围介于65度与120度之
11、间，旁瓣的干扰也介于65度与120度之间，所以使用90 度波瓣可以在牺牲一部分干扰的情况下增加基站覆盖范围。图5 90度天线水平与垂直波瓣图35高速公路（跨海大桥）场景3.5.1. 场景特点高速公路或跨海大桥这种带状环境，传播环境一般较理想，区域内话务稀疏，建站的目 的主要是为了解决宏蜂窝公路广覆盖，覆盖目的性明确。3.5.2. 优化建议该场景下广播波束宽度建议调整为30度。该类型的波束宽度能将天线发射能量全部集 中在一个较窄的波束带内，有效地增加主瓣覆盖的距离，同时由于旁瓣能量的减弱，旁瓣干 扰抑制相对好于其它几种情况。该波束正好符合高速公路及跨海大桥场景所需，尖锐的波束即可增加本站的覆盖距
12、离, 又可以降低信号对周边站点干扰（尤其在覆盖桥面时，可以较好控制波束的朝向，降低因海 面镜面效应带来的相互干扰）。4. 广播波束赋形应用效果4.1.全网性改善案例今年厦门网优中心采用细分方式，将TD覆盖区域细致划分成以上5种类型，并根据类 型需求，配合天线工程参数相应调整了 P-CCPCH广播波束赋形宽度。调整之后P-CCPCH C/I取得了不错的效果。图6调整前的P-CCPCH C/1图6是调整之前厦门的P-CCPCH C/I分布图，受建网之初保覆盖的影响，调整之前 厦门大部分区域都是采用120度宽度波瓣。图中在厦门岛的东北角、东南角、以及西北角的 城乡结合部都存在C/I较差的情况。图7调
13、整后的P-CCPCH C/I图7是调整之后厦门的P-CCPCH C/I分布图。在修正波瓣宽度后，大部分区域的C/I 取得明显的改善。P-CCPCH C/I也从调整之前的97%左右提升到现在的98.2%。42局部性改善案例仙岳路SM商业城2路段：测试中SM商业城2_1旁瓣主导频与开明电影院_3形成同 频干扰，造成CI恶化导致掉话，如图8。经过分析发现该路段本应该是SM商业城_2来覆 盖，但SM商业城2_1的波束宽度被设置为120度，主瓣信号覆盖范围过大，信号瞬间波动 影响了切换测量。h K : -2000-15. 313 T: E722753.| Dht&nctmu u神 X: -EOBTai.
14、TIT : 2T22aa2.Leaend1G104严-&O.VU72.nn5；詞怖业城1270.341MGD09-G1.00G1.0094.00千|_1曲2511.5u1011293-68.0066.00gg.OOSMFSzJkM 2278.341 D09B13-E8.O0-63.00.!_!曲35T 1.501Q0QQ7G-72.0(1G1.0D9G.Q0怡燮大J直二G3Q.Q2100005BIRD105.00273.3i1DQQQ61.00104.001十1 亦-. IH 2320.07LlH FUN CPI I FT占 CF1日日m| | 匚亦匕rR兮占 I |dB eJ | Rath l-g虬HR| Fl 用门 | Cell N图8 SM商业城路段调整前情况将SM商业城2_1的P-CCPCH广播波束赋形宽度由120度调整为65度，旁瓣信号覆 盖范围得到有效控制，旁瓣信号串扰问题得到解决，该路段的掉话点也消失了，如图9。LMFIFEjTfURI I 1=；匚已日日自匚吕1|16冃01日日111.|尸3匚1_口二社日|=1孑用口|匸*11卜心nw| Di石WEeGnIO1I12037O.OLJG-OU1 UU uu好M冏业321.73looaaQ9-Q4.0D4 00i17.LlU 1干Ll|馆452 2
