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1、网络优化中天线参数优化网络优化中天线参数优化目目 录录一、无线网络系统的组成一、无线网络系统的组成二、无线覆盖与小区划分二、无线覆盖与小区划分三、实现无缝隙覆盖三、实现无缝隙覆盖四、无线覆盖与网络营运性能的关系四、无线覆盖与网络营运性能的关系一、无线网络系统的组成一、无线网络系统的组成 第第一一个个界界面面为为基基站站与与用用户户的的界界面面。该该界界面面通通过过基基站站天天线线实实现现无无线线覆覆盖盖，完完成成用用户户与与网网络络之之间间的的信信息息交换。交换。 第二个界面是网络容量的规划与设置。第二个界面是网络容量的规划与设置。第第三三个个界界面面为为基基站站与与控控制制系系统统的的各各种
2、种无无线线参参数数的设定。（小区用户登记切换电平设置的设定。（小区用户登记切换电平设置-）。）。 由此可看出整个网络包括三部分。第一部分是由此可看出整个网络包括三部分。第一部分是无线覆盖，它是构成网络营运的基础。没有好的无无线覆盖，它是构成网络营运的基础。没有好的无线覆盖就不会有好的网络营运性能。线覆盖就不会有好的网络营运性能。 第第二二部部分分是是频频点点的的规规划划与与设设置置，它它是是限限定定网网络络的的容容量量。第第三三部部分分是是各各种种无无线线参参数数的的正正确确设设置置。因因此此，网络优化的内容就包括这三部分内容的优化：网络优化的内容就包括这三部分内容的优化：1无线覆盖，确定网络
3、服务的范围；无线覆盖，确定网络服务的范围；2信道设置，确定网络的容量；信道设置，确定网络的容量；3控制参数的设置，确定网络的工作性质。控制参数的设置，确定网络的工作性质。 长长期期以以来来，各各移移动动通通信信公公司司对对网网络络优优化化工工作作一一直直没没有有停停止止过过。在在网网络络优优化化方方面面投投入入了了大大量量的的人人力力、物力，付出了艰辛的劳动。但是，以前的网优工作物力，付出了艰辛的劳动。但是，以前的网优工作l主要注重设备参数等方面，对基站天馈线的优化注重较少，造成网络优化中基础与高层优化脱节，网络的性能并没有得到明显改善。随着移动通信事业的不断发展及用户要求的不断提高，对网络营
4、运质量提出了更高要求。因此，今后网络优化应更有针对性。应该从基础层作起，确保网络设备的正常运行，充分发挥现有网络的资源。由于长期以来其他层次参数的优化工作做的比较完善。因此，今后网优的重点应转移到基础层既天馈系统优化，并已成当务之急。l无线l参数优化l频点规划优化ll天馈系统的优化l上图形象地说明了网络优化的结构。要提高网络的性能，打造一个金牌网络首先要保证基础层的工作正常。我们知道网络优化是在系统正常运行状态下对系统的设备、软、硬件参数的全面调整，但在实际网优工作中往往只注意到设备的软硬件参数优化（既最高层优化）而忽略了优化的最基础的工作。2002年度，我们对移动和联通公司部分省市在网基站进
5、行了全面巡检，发现天馈系统安装不规范，天馈系统故障，天线选型不当造成网络性能不佳的原因占到80%以上。天馈系统的好坏是决定基础天线覆盖好坏的决定因素。也是决定网络性能好坏的基础。l无线覆盖的优化主要是解决无线覆盖的范围与覆盖区内无线覆盖质量优化。二、无线覆盖与小区划分二、无线覆盖与小区划分 由由VHF、UHF的电波传播特性可知，一个基站仅的电波传播特性可知，一个基站仅能在有效的电波覆盖区内为用户服务，这样的覆盖区能在有效的电波覆盖区内为用户服务，这样的覆盖区称为无线小区（基站区），服务区（业务区）是指移称为无线小区（基站区），服务区（业务区）是指移动通信网所能提供的正常业务的范围，业务区通常由
6、动通信网所能提供的正常业务的范围，业务区通常由若干个无线小区组成，无线小区的划分和服务区的组若干个无线小区组成，无线小区的划分和服务区的组成应按用户区域分布覆盖区形状及业务要求，并根据成应按用户区域分布覆盖区形状及业务要求，并根据地形电波传播特点、话务分布、经济指标等方面，综地形电波传播特点、话务分布、经济指标等方面，综合考虑确定采用什么样区域划分及组成。合考虑确定采用什么样区域划分及组成。 由于电波传播的损耗是随着距离的增加而增加，并由于电波传播的损耗是随着距离的增加而增加，并与地形环境密切相关。另外，手机的功率的有限性决定与地形环境密切相关。另外，手机的功率的有限性决定了移动台与基站之间的
7、距离是有限的，也决定了无线小了移动台与基站之间的距离是有限的，也决定了无线小区的范围的有限性，当然小区范围的大小还与小区内话区的范围的有限性，当然小区范围的大小还与小区内话务量的分布有关。务量的分布有关。 业务区与无线小区的结构：业务区与无线小区的结构： 1 1、带状网：主要应用于覆盖公路、铁路、跨海、带状网：主要应用于覆盖公路、铁路、跨海桥梁、海岸等。桥梁、海岸等。 2 2、蜂蜂窝窝网网：在在平平面面区区域域内内划划分分小小区区通通常常采采用用蜂蜂窝窝状结构。状结构。 小区的形状可分为正三角形、正四边形、正六边形。小区的形状可分为正三角形、正四边形、正六边形。单个区域形状单个区域形状相邻区域
8、中心距离相邻区域中心距离单个区域面积单个区域面积正三角形正三角形R正四边形正四边形正六边形正六边形3R22R3R2R22.6R2 可看出，正六边形相邻区域中间间距最大，覆盖可看出，正六边形相邻区域中间间距最大，覆盖面积最大。在业务区域面积一定的情况下，正六边形面积最大。在业务区域面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的形状，因为它所需的基站数小区的形状最接近理想的形状，因为它所需的基站数最少，最经济，由于它与蜂窝相同，故称蜂窝网。最少，最经济，由于它与蜂窝相同，故称蜂窝网。蜂窝小区根据它的面积大小可分为：蜂窝小区根据它的面积大小可分为：微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝宏蜂窝小区
9、：宏蜂窝小区：1公里以上（主要用于郊区、一般市区）公里以上（主要用于郊区、一般市区）保证连续覆盖（满足低容量）保证连续覆盖（满足低容量）高速移动业务（车载通信）高速移动业务（车载通信）较适合于低速数据传输较适合于低速数据传输基站功率大基站功率大微蜂窝小区：数百米（主要用于繁华市区）微蜂窝小区：数百米（主要用于繁华市区）满足大容量满足大容量较低移动性业务（步行）较低移动性业务（步行）较适合于较高速率数据业务较适合于较高速率数据业务较多用户的话音业务较多用户的话音业务基站功率较低基站功率较低微微蜂窝小区：室内系统微微蜂窝小区：室内系统高容量业务高容量业务适合于业务密集区适合于业务密集区一般用于室内
10、分布系统一般用于室内分布系统 对于蜂窝小区的激励通常为中心激励与顶点激励，对于蜂窝小区的激励通常为中心激励与顶点激励，在每个小区中基站可设在小区的中央，用全向天线形在每个小区中基站可设在小区的中央，用全向天线形成圆形覆盖，这就是中心激励。也可将基站设计在每成圆形覆盖，这就是中心激励。也可将基站设计在每个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三付相同个小区六边形的三个顶点上，每个基站采用三付相同120度上行定向天线实现覆盖，这就是顶点激励。度上行定向天线实现覆盖，这就是顶点激励。 区群的组成：相邻小区不能用相同的信道，相同信区群的组成：相邻小区不能用相同的信道，相同信道的小区之间应有足够的距离进行
11、隔离，避免出现同频道的小区之间应有足够的距离进行隔离，避免出现同频干扰，这些不同信道的小区组成一个区群，只有不同区干扰，这些不同信道的小区组成一个区群，只有不同区群的小区才能进行信道再用。群的小区才能进行信道再用。区群的组成应满足：区群的组成应满足：(1)区区群群之之间间可可以以邻邻接接且且无无空空隙隙、无无重重叠叠的的进进行行覆覆盖；盖；(2)邻邻接接之之后后的的区区群群应应保保证证各各个个相相邻邻同同信信道道小小区区之之间距离相等。间距离相等。 满足上述条件的区群内的小区数不是任意的，可以满足上述条件的区群内的小区数不是任意的，可以证明，区群内的小区数应满足证明，区群内的小区数应满足N =
12、 iN = i2 2 + + ij ij +j +j2 2，式中式中ijij均为正整数。均为正整数。0 01 12 23 34 41 11 13 37 7131321212 24 47 71212191928283 39 913131919272737374 416162121282837374848jNi 小区分裂：在整个服务区中，每个区的大小可以小区分裂：在整个服务区中，每个区的大小可以是相同的，这适用于用户密度均匀分布的情况，对于是相同的，这适用于用户密度均匀分布的情况，对于用户密度不均匀的情况，在高密度区可使小区面积小用户密度不均匀的情况，在高密度区可使小区面积小一些，在低密度区小区面
13、积大一些，对于已规划好的一些，在低密度区小区面积大一些，对于已规划好的蜂窝网随着城市建设的发展，原来低密度用户区可能蜂窝网随着城市建设的发展，原来低密度用户区可能变成高密度用户区，这需要扩充小区容量，其中一个变成高密度用户区，这需要扩充小区容量，其中一个重要方法是使小区面积变小，增加新的基站，这就叫重要方法是使小区面积变小，增加新的基站，这就叫小区分裂。小区分裂。 三、实现无缝隙覆盖三、实现无缝隙覆盖 1 1、一般城市市区的蜂窝网的小范围覆盖。一般城市市区的蜂窝网的小范围覆盖。 2 2、城城市市郊郊区区、县县城城、乡乡镇镇、风风景景点点、公公路路、铁铁路等低话务量地区广度覆盖。路等低话务量地区
14、广度覆盖。 3 3、城城市市室室内内、商商场场、地地铁铁、地地下下停停车车场场等等深深度度覆盖。覆盖。对于不同业务区采用不同的覆盖要求：对于不同业务区采用不同的覆盖要求： (1) (1)公路、铁路、基站公路、铁路、基站 应用环境具有话务量低、用户高速移动的特点，必应用环境具有话务量低、用户高速移动的特点，必须重点解决覆盖问题，一般可采用带状覆盖，采用双向须重点解决覆盖问题，一般可采用带状覆盖，采用双向小区在穿过乡镇、县城时可采用三扇区体制或全向体制，小区在穿过乡镇、县城时可采用三扇区体制或全向体制，在覆盖中天线的选择很重要，天线的方向图应和覆盖地在覆盖中天线的选择很重要，天线的方向图应和覆盖地
15、区相匹配。区相匹配。 (2)(2)途径郊区、村镇的道路覆盖途径郊区、村镇的道路覆盖 此时对话务量及覆盖均具一定的需求，可采用此时对话务量及覆盖均具一定的需求，可采用0101、0202、S111S111、O+SO+S型基站，天线的选择主要考虑覆盖距离，型基站，天线的选择主要考虑覆盖距离，选择不带内置电下倾天线，如基站附近有覆盖要求时，选择不带内置电下倾天线，如基站附近有覆盖要求时，应考虑避免塔下黑，可采用内置电下倾天线或赋形天线。应考虑避免塔下黑，可采用内置电下倾天线或赋形天线。 (3) (3)郊区覆盖郊区覆盖 若接近城区，基站数量不少，频率复用较为紧密，此若接近城区，基站数量不少，频率复用较为
16、紧密，此时应注意控制覆盖及干扰，若接近农村，则覆盖为主，建时应注意控制覆盖及干扰，若接近农村，则覆盖为主，建议不采用全向站，要采用定向站，可采用议不采用全向站，要采用定向站，可采用6565度、度、9090度的定度的定向天线。天线下倾角由垂直波束与主要覆盖区的距离、天向天线。天线下倾角由垂直波束与主要覆盖区的距离、天线挂高来决定，天线挂高由覆盖区大小及下倾角共同决定。线挂高来决定，天线挂高由覆盖区大小及下倾角共同决定。覆盖区内功率强度预测：覆盖区内功率强度预测： 由于覆盖区内地理特征、自然特征差别较大，由于覆盖区内地理特征、自然特征差别较大，这些严重影响了覆盖效果，在网络设计阶段，必须这些严重影
17、响了覆盖效果，在网络设计阶段，必须对一些典型结构做一些预测。对一些典型结构做一些预测。理论型覆盖预测公式：理论型覆盖预测公式： (1) (1) 自由空间传播（单射线型）自由空间传播（单射线型） L Lf f = 10 = 10 lglg P PR R/P/PT T = 20log ( = 20log (/4/4d) + Gd) + GT T + G + GR R = -32.44 + G = -32.44 + GT T + G + GR R 20log F(MHz) 20log d(Km) 20log F(MHz) 20log d(Km) 例例：室室内内分分布布系系统统中中计计算算吸吸顶顶天天
18、线线输输出出功功率率与与距距离离为为R R处处的的室室内覆盖的场强关系，内覆盖的场强关系， 设：设：P PR R=-72dBm=-72dBm R=18m=0.018km R=18m=0.018km G GT T=3dBi=3dBi G GR R=1.5dBi=1.5dBi 天线装在天花板（石膏板）上，损耗天线装在天花板（石膏板）上，损耗5 5dBdB，求天线口的功率求天线口的功率PTPT 解：解：P PT T=P=PR R+32.44-G+32.44-GT T-G-GR R+20log+20logF F+20log+20logd d =-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+2
19、0log0.018 =-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+20log0.018 =-20dBm =-20dBm 考考 虑虑 到到 石石 膏膏 板板 的的 损损 耗耗 ， 天天 线线 口口 的的 实实 际际 功功 率率 共共 为为 PT=-PT=-20dBm+5dB=-15dBm20dBm+5dB=-15dBm 例2：在单射线模条件下，路损变化对覆盖距离的关系， 可算出：增益（dB）覆盖距离（d1/d2）11.1221.2631.4141.5851.7862(2)(2)平面反射传播（双射线型）平面反射传播（双射线型）Lf=10lgPR/PT=20logHT(m)+20logH
20、R(m)+GT+GR40logd(m)上式中，没有频率出现时认为，上式中，没有频率出现时认为，hthrhthrd d反射面为理想导反射面为理想导体。体。dhThM例例3 3：基站天线的高度对接收信号的影响，为讨论方便，：基站天线的高度对接收信号的影响，为讨论方便， 我们令我们令GT=GR=1GT=GR=1 L Lf f=10logP=10logPR R/P/PT T=20logH=20logHT T+20logH+20logHR R-40logd-40logd(m)(m) 或，写成：或，写成：P PR R=P=PT T（H HT TH HM M/d/d2 2）2 2 若若P PT T不变，原来
21、接收不变，原来接收P PR R=-110dBm,H=-110dBm,HT T=30m=30m 现在改变现在改变P PR R=-100dBm=-100dBm，求，求H HT T应为多少？应为多少？ 解：解： P PR R 10logP 10logPR R-10logP-10logPR R= 20logH= 20logHT T-20logH-20logHT T 10= 20logH 10= 20logHT T/H/HT T H HT T= H= HT T10101/2 1/2 =3.16H=3.16HT T =94.8m =94.8mP PT T(H(HT TH HM M/d/d2 2) )2 2
22、P PR R=P PT T(H(HT THHM M/d/d2 2) )2 2=HT2HT2说明：说明： 1 1、在上述公式中，增加基站天线的有效高度可、在上述公式中，增加基站天线的有效高度可以改善覆盖电平，我们称为基站天线高度增益因子，以改善覆盖电平，我们称为基站天线高度增益因子，从上例可看出，当基站天线有效高度增加近从上例可看出，当基站天线有效高度增加近3 3倍时，倍时，覆盖改善覆盖改善10dB10dB。 2 2、由上式可以看出，由上式可以看出，H HT T=2H=2HT T时，时， P PR R（dBdB）-P-PR R(dB)=6dB(dB)=6dB。 3 3、对、对H HR R的作用不
23、服从此规律。的作用不服从此规律。OkumuraOkumura将将环环境境分分为为三三类类：开开阔阔地地、郊郊区区、城城市市分分别别由不同的相关因子来补偿。由不同的相关因子来补偿。开阔地：开阔地：L L0 0 = L = Lf f + K + K0 0 K K0 0 = -4.78(= -4.78(logFlogF(MHz)(MHz)2 2+18.33logF(MHz)-40.94+18.33logF(MHz)-40.94郊区：郊区：L L0 0 = L = Lf f + K + Ks sKs=-2(logF(MHz)/28)25.4对对900900MHzMHz：K K0 0 = -28.5dB
24、 K= -28.5dB Ks s = -10dB = -10dB对对18001800MHzMHz：K K0 0 = -32dB = -32dB K Ks s = -12dB = -12dB 例：例：Okumura-Okumura-HaTaHaTa经验公式中可以看出基站天经验公式中可以看出基站天线有效高度增益因子为线有效高度增益因子为13.82logH13.82logHT T(m(m）显然小于双射显然小于双射线模。线模。 路损变化与覆盖距离的关系较前面两种模式复路损变化与覆盖距离的关系较前面两种模式复杂，它与基站的有效高度有关，以杂，它与基站的有效高度有关，以H HT T=30=30米米为例可得
25、为例可得如下结果：如下结果：增益（dB)覆盖距离d/d11.0621.1431.2441.3051.3861.50目前网络覆盖中存在的问题：目前网络覆盖中存在的问题： 1 1、网网络络建建设设周周期期短短，建建设设速速度度快快，施施工工队队伍伍经经验验不不足，管理跟不上，留下许多工程隐患。足，管理跟不上，留下许多工程隐患。 2 2、网络最初规划、设计不完全合理，无线传播中存在许、网络最初规划、设计不完全合理，无线传播中存在许多无法完全确定的因素，这些因素影响着无线覆盖。多无法完全确定的因素，这些因素影响着无线覆盖。 3 3、网络投入营运后：、网络投入营运后： (1) (1)终端用户的变化（地理
26、分布）终端用户的变化（地理分布） (2) (2)网络运行环境的变化（城市建设发展）网络运行环境的变化（城市建设发展） (3) (3)网络结构的变化（覆盖范围，系统容量）网络结构的变化（覆盖范围，系统容量） (4) (4)新业务的开拓新业务的开拓 都都需需要要网网络络进进行行调调整整，这这个个调调整整过过程程也也可可称称为为网网络络优优化化过程。过程。四、无线覆盖与网络营运性能的关系四、无线覆盖与网络营运性能的关系 网网络络营营运运的的性性能能主主要要由由呼呼损损率率、掉掉话话率率、切切换换成成功功率率、干扰来考虑。干扰来考虑。 呼呼损损率率：首首先先影影响响呼呼损损的的是是话话务务均均衡衡、信
27、信道道容容量量，但但是是话话务务均均衡衡与与覆覆盖盖其其大大小小有有关关，呼呼损损也也与与覆覆盖盖区区中中信信号号的电平有关。的电平有关。 掉掉话话率率：与与小小区区切切换换成成功功率率有有关关，也也与与覆覆盖盖区区中中信信号号是否均匀有关，另外与是否存在干扰有关。是否均匀有关，另外与是否存在干扰有关。 切切换换成成功功率率：与与切切换换系系数数数数量量正正确确与与否否有有关关，与与小小区定义邻区覆盖电平是否合理有关。区定义邻区覆盖电平是否合理有关。 干扰：干扰主要来自系统外及系统内自干扰，这干扰：干扰主要来自系统外及系统内自干扰，这主要是由于覆盖无线覆盖设置不合适有关。主要是由于覆盖无线覆盖设置不合适有关。 由此可看出，所有网络营运的指标均与无线覆盖密由此可看出，所有网络营运的指标均与无线覆盖密切相关。可以说，无线覆盖是网络营运的基础，没有好切相关。可以说，无线覆盖是网络营运的基础，没有好的无线覆盖，就不会有好的网络营运性能。在网络优化的无线覆盖，就不会有好的网络营运性能。在网络优化中，只有作好了无线覆盖的优化，再做其他信道设置与中，只有作好了无线覆盖的优化，再做其他信道设置与无线参数的优化，才能达到真正的网络优化效果，才能无线参数的优化，才能达到真正的网络优化效果，才能达到事半功倍的目的。达到事半功倍的目的。谢谢大家！谢谢大家！
