无线组网中天线的选型和参数优化.ppt
《无线组网中天线的选型和参数优化.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无线组网中天线的选型和参数优化.ppt(83页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、无线组网中天线的选型无线组网中天线的选型和参数优化和参数优化姚中兴姚中兴 教授教授西安海天天线科技股份有限公司西安海天天线科技股份有限公司1目目 录录一、天线参数在无线组网中的作用与选型一、天线参数在无线组网中的作用与选型二、二、无无线线覆盖中覆盖中对对不同地形的几点考不同地形的几点考虑虑 三、三、不同地区基站天不同地区基站天线线架架设设的的建议建议 四四、调调整天整天线线参数,改参数,改进进网网络络性能性能 一、天线参数在无线组网中的作用一、天线参数在无线组网中的作用 天天线线是是完完成成将将传传输输线线中中的的高高频频电电磁磁能能转转化化成成空空间间自自由由电电磁磁波波,或或将将空空间间中
2、中的的自自由由电电磁磁波波能能量量转转化化成成传传输输线线中中的的高高频频电电磁磁能能的的专专门门设设备备,因因此此没没有有一一个个好好的的天天线线就就不不会会有有好好的的无无线线网网络络,没没有有天天线线的的良良好好工工作作状状态态也同样不会有好的网络性能。也同样不会有好的网络性能。天线有许多参数决定着无线网络的性能,由于篇天线有许多参数决定着无线网络的性能,由于篇幅限制我们这里仅从与网络优化最密切的覆盖问题作幅限制我们这里仅从与网络优化最密切的覆盖问题作一简要介绍。一简要介绍。1 1、无无线线覆覆盖盖主主要要由由天天线线的的方方向向特特性性来来决决定定,天天线线水水平平方方向向图图决决定定
3、了了水水平平面面覆覆盖盖的的范范围围,可可以以确确定定小小区区的边界。的边界。这这是是一一种种理理想想的的情情况况下下的的覆覆盖盖图图,由由于于地地面面上上有有房房屋屋、树树木木及及其其它它设设施施,实实际际覆覆盖盖后后的的图图形形斑斑斑斑点点点点极极不不均匀,不规则的图。均匀,不规则的图。2 2、天天线线的的垂垂直直方方向向图图决决定定了了信信号号在在垂垂直直面面上上的的垂垂直直覆覆盖盖距距离离,天天线线下下倾倾时时可可以以确确定定主主控控小小区区的的覆覆盖盖半半径径及及覆覆盖小区的功率分布。盖小区的功率分布。垂直波束中上副瓣及零点对覆盖的影响。垂直波束中上副瓣及零点对覆盖的影响。3、赋型天
4、线4、天线增益:决定了垂直面上的覆盖的边界,影响着信号穿透建筑物时衰减的变化。增益(dB)覆盖距离(d/d)11.05921.12231.18841.2651.33461.4125、天馈线上驻波比的影响对覆盖距离的影响对基站输出功率的影响电压驻波比(电压驻波比(VSWR)对网络的影响:对网络的影响:VSWR反射功率比反射功率比辐射功率减少辐射功率减少减少百分比减少百分比3.025%2.15dB40%2.011%0.86dB18%1.88%0.67dB14%1.54%0.36dB8.0%1.42.8%0.21dB4.7%1.31.7%0.13dB2.9%1.20.8%0.07dB1.1%6 6、
5、天线下倾的作用、天线下倾的作用 1 1、天天线线下下倾倾可可以以使使小小区区覆覆盖盖面面积积变变小小,控控制制覆覆盖盖范范围围的的大大小小。天天线线下下倾倾使使天天线线在在垂垂直直方方向向上上的的增增益益减减小小。降低了垂直方向上来的干扰的耦合能力。降低了垂直方向上来的干扰的耦合能力。2 2、天天线线下下倾倾后后,加加强强了了主主覆覆盖盖区区内内信信号号电电平平,改改善善了小区的信号环境,增强了抗同频干扰能力。了小区的信号环境,增强了抗同频干扰能力。3 3、天天线线下下倾倾改改善善了了因因垂垂直直波波束束方方向向图图中中零零点点形形成成的的“塔下黑塔下黑”区域,但是也应当注意到:区域,但是也应
6、当注意到:(1)(1)应应根根据据天天线线的的垂垂直直方方向向图图提提供供的的数数据据具具体体计计算算后后进进行行下下倾倾,保保证证服服务务区区的的覆覆盖盖范范围围,但但又又不不形成覆盖盲区;形成覆盖盲区;(2)(2)天天线线下下倾倾后后,应应注注意意上上副副瓣瓣及及尾尾瓣瓣可可能能造成的对其他小区的干扰;造成的对其他小区的干扰;(3)(3)天天线线机机械械下下倾倾角角度度过过大大,会会引引起起水水平平方向区畸变,使覆盖范围不易控制。方向区畸变,使覆盖范围不易控制。天线下倾角的计算:天线下倾角的计算:根据基站高度、基站距离,可由下式计算天线倾角:根据基站高度、基站距离,可由下式计算天线倾角:=
7、arctg arctg h/r/2 h/r/2式中,式中,天线倾角,天线倾角,h h为天线高度,为天线高度,r r为站间距离。为站间距离。实实际际天天线线下下倾倾角角还还应应扣扣除除垂垂直直波波束束3 3dBdB宽宽度度,在在实实际际调调整整中中,波波束束最最大大点点对对准准主主要要覆覆盖盖区区,根根据据主主波波束束宽宽度度决决定主要覆盖区的宽度及边缘区的电平。定主要覆盖区的宽度及边缘区的电平。对对话话务务量量高高密密集集区区,基基站站间间距距300300米米到到500500米米,计计算算得出得出大约在大约在10100 019190 0之间。之间。对对话话务务量量中中密密集集区区,基基站站间间
8、距距大大约约在在500500米米左左右右,大约在大约在6 60 016160 0之间。之间。对对低低话话务务量量区区,基基站站间间距距更更大大些些,大大约约在在3 30 013130 0之间。之间。另外,天线周围不能有明显的阻挡物。另外,天线周围不能有明显的阻挡物。7 7、几种不同下倾方式的比较、几种不同下倾方式的比较无下倾无下倾电下倾电下倾机械下倾机械下倾电下倾情况下的波束覆盖电下倾情况下的波束覆盖无下倾无下倾电下倾电下倾序号序号电电下下倾角倾角机械机械倾角倾角总总倾角倾角水平面水平面波束宽度波束宽度前后比前后比(dB)最大值最大值(dB)相对值相对值(dB)10o0o0o64.8o34-3
9、0.886020o2o2o68.1o27.5-31.571-0.68530o4o4o71.8o24.3-31.202-1.31640o6o6o78.8o26.3-33.462-2.57650o8o8o85.3o24.0-34.986-4.1060o10o10o103.7o19.8-36.959-6.07370o12o12o121.4o19.5-39.072-8.14180o14o14o133.3o18.0-40.148-9.26290o15o15o149.6o17.8-40.414-9.528100o16o16o152o17.6-40.58-9.694注:1.机械倾角T,定义为天线赤道面与地平
10、面的夹角T=0纵轴垂直于地平面,即天线赤道面平行于地平面T为正天线下倾T为负天线上仰注:2.天线赤道面:定义为与天线纵轴垂直的平面。测试日期:2000-12-29测试仪器:HP8752A海天天线测试控制仪及转台测试人员:郭渭盛、沈宗珍、张涛、黄国立HTDBS096515HTDBS096515在不同机械下倾角时的水平面波束宽度在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据及前后比实测数据HTDBS096515HTDBS096515(6 6)在不同机械下倾角时的水平面波束宽度在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据及前后比实测数据序号序号电电下下倾角倾角机械机械倾角倾角总总倾角倾角水
11、平面水平面波束宽度波束宽度前后比前后比(dB)最大值最大值(dB)相对值相对值(dB)16o10o16o64.223-40.156-9.35926o8o14o68.026.7-39.326-8.52936o6o12o69.031.3-38.551-7.75446o4o10o69.433.5-36.679-5.88256o2o8o66.730.6-34.882-4.08566o0o6o64.937.2-33.235-2.43876o-6o0o65.629.6-30.797086o-4o2o64.229.8-30.971-0.17496o-2o4o61.633.2-31.887-1.09注:1.机
12、械倾角T,定义为天线赤道面与地平面的夹角T=0纵轴垂直于地平面,即天线赤道面平行于地平面T为正天线下倾T为负天线上仰注:2.天线赤道面:定义为与天线纵轴垂直的平面。测试日期:2000-12-29测试仪器:HP8752A海天天线测试控制仪及转台测试人员:郭渭盛、沈宗珍、张涛、黄国立HTDBS096515HTDBS096515(9 9)在不同机械下倾角时的水平面波束宽度在不同机械下倾角时的水平面波束宽度及前后比实测数据及前后比实测数据注:1.机械倾角T,定义为天线赤道面与地平面的夹角T=0纵轴垂直于地平面,即天线赤道面平行于地平面T为正天线下倾T为负天线上仰注:2.天线赤道面:定义为与天线纵轴垂直
13、的平面。测试日期:2000-12-29测试仪器:HP8752A海天天线测试控制仪及转台测试人员:郭渭盛、沈宗珍、张涛、黄国立序号序号电电下倾角下倾角机械倾角机械倾角总总倾角倾角水平面水平面波束宽度波束宽度前后比前后比(dB)最大值最大值(dB)相对值相对值(dB)19o-9o0o64.9o36.8-30.714029o-8o1o68.5o33.7-30.659+0.05539o-6o3o62.7o35.1-31.009-0.29549o-4o5o62.2o34.0-31.854-1.1459o-2o7o63.5o30.4-33.334-2.6269o0o9o64.0o32.5-34.518-3
14、.80479o2o11o69.6o31.0-37.398-6.68489o4o13o67.7o30.4-38.92-8.20699o6o15o65.2o26.5-39.895-9.188、如何实现电下顷如何实现电下顷8、连续可变电下倾的实现9、常规天线的选型、常规天线的选型l常规天线的使用、选型l HTQ-09-11(0、3、5、7);l HTQ-08-11(0、3、5、7);l HTDB(S)08 09 65 65 、15/17/18dBi(0、3、6、9)l HTDB(S)08 09 90 、14/15/17dBi(0、3、6、9)l 特型天线的使用、选型l连续电可调倾角天线 HTDTBS
15、096515(0 13 )l窄波束高增益天线 HTDBS093320、HTDB093320l宽波束天线 HTDBS0912016、HTDB0912016l赋形天线 HTDBFS096515、HTDBFS0910514l双频双极化天线系列 HTDBSS09/186515/17l公路双向天线 HTSX 08 09 70 14l公路兼镇天线 HTD 08 09 210 13二、无线覆盖中对不同地形的几点考虑二、无线覆盖中对不同地形的几点考虑 1 1、城市繁华地区城市繁华地区 特特点点是是人人口口密密集集、话话务务量量高高、低低速速运运动动覆覆盖盖范范围围小小、基站密集功率小。基站密集功率小。主主要要
16、考考虑虑的的问问题题:有有效效控控制制覆覆盖盖范范围围,在在覆覆盖盖期期内内保保证证信信号号电电平平均均匀匀,防防止止产产生生邻邻区区及及跨跨区区同同频频干干扰扰,基基站站均均为为三三扇扇区区制制,天天线线选选型型一一般般为为水水平平波波束束6565度度或或6060度度。中中等等增增益益1515dBidBi天天线线,采采用用双双极极化化实实现现分分集集接接收收,最最好好采采用用连连续续可可调调电电下下倾倾天天线线。同同时时注注意意高高前前后后比比及及低低上上副副瓣瓣的要求。的要求。2 2、郊区郊区 特特点点:人人口口不不太太密密集集,但但有有相相当当话话务务量量,覆覆盖盖范范围较广,基站间距较
17、大。围较广,基站间距较大。主主要要考考虑虑问问题题:以以覆覆盖盖为为主主,同同时时考考虑虑减减少少干干扰扰,特别是城乡接合部,基站仍以三扇区型为主。特别是城乡接合部,基站仍以三扇区型为主。天线选型:天线选型:当周边基站较少时,可选用水平波束宽度为当周边基站较少时,可选用水平波束宽度为9090度度的基站天线,以增强相邻小区间的覆盖场强,特别是的基站天线,以增强相邻小区间的覆盖场强,特别是在小区接合部有话务量要求时。如周边基站较密时,在小区接合部有话务量要求时。如周边基站较密时,仍选用仍选用6565度的天线。由于郊区话务量小于城区,覆盖度的天线。由于郊区话务量小于城区,覆盖范围较城区大,故可采用高
18、增益范围较城区大,故可采用高增益1717dBidBi或或1818dBidBi的天线。的天线。由于定向天线中,高增益天线垂直波束存在零点,如由于定向天线中,高增益天线垂直波束存在零点,如基站附近有话务量要求时,可采用赋形天线或内置电基站附近有话务量要求时,可采用赋形天线或内置电下倾天线(下倾天线(3 3o o、5 5 o o、7 7 o o)。)。对分集接收方式,有条件对分集接收方式,有条件的可采用垂直单极化天线,也可采用双极化天线。的可采用垂直单极化天线,也可采用双极化天线。3 3、农村农村 特特点点:广广覆覆盖盖、话话务务量量少少、基基站站间间距距大大、基基站站功功率率大。大。天天线线选选型
19、型建建议议:采采用用全全向向1111dBidBi天天线线,如如果果在在基基站站附附近近有有话话务务量量要要求求时时,可可采采用用内内置置电电下下倾倾(3 3o o、5 5 o o、7 7 o o)的全向天线。的全向天线。4 4、在铁路及公路沿线、在铁路及公路沿线特特点点:主主要要是是沿沿线线有有覆覆盖盖要要求求,话话务务量量少少,此此时时覆覆盖盖应应采采用带状结构,基站采用两扇区制较合适。用带状结构,基站采用两扇区制较合适。天天线线选选型型建建议议:对对两两扇扇区区结结构构可可采采用用水水平平波波束束宽宽度度为为6565度度或或9090度度的的高高增增益益1818dBidBi天天线线,用用单单
20、极极化化空空间间分分集集方方式式对对全全向向制制基基站站,建建议议采采用用我我公公司司研研制制的的公公路路双双向向天天线线,它它是是由由全全向天线变形得到的。向天线变形得到的。若若铁铁路路及及公公路路还还穿穿过过镇镇,则则不不仅仅兼兼顾顾公公路路、铁铁路路覆覆盖盖,还还有兼顾村镇,此时建议采用三扇区制和全向站型。有兼顾村镇,此时建议采用三扇区制和全向站型。案例:案例:湖湖北北省省移移动动贺贺镇镇为为铁铁路路穿穿过过该该镇镇,原原移移动动公公司司在在镇镇上上设设有有两两扇扇区区基基站站,S2S2、S4S4为为铁铁路路旁旁B B扇扇区区覆覆盖盖铁铁路路,覆覆盖盖情情况况良良好好。但但是是当当火火车
21、车通通过过该该小小区区并并短短暂暂停停留留时时,B B小小区区严严重重阻阻塞塞,SDCCHSDCCH阻阻塞塞率率达达52.152.1,后后将将该该基基站站改改为为全全向向站站0606后,阻塞率明显下降,下降至后,阻塞率明显下降,下降至0.76%0.76%。5、两省交界处的两个城市两省交界处的两个城市 特特点点:由由于于两两省省移移动动公公司司各各有有一一个个经经济济核核算算,所所以以在在边边界界基基站站的的小小区区定定义义方方面面均均有有所所偏偏向向,出出现现的的问问题题是是一一方方仍仍未未出出省省,手手机机开开始始漫漫游游到到别别省省跨跨距距覆覆盖盖,为为此此严严格格控控制制边边界界处处的的
22、覆覆盖盖电电平平,重重新新定定义义切切换换门门限限电平及邻区定义。电平及邻区定义。三、不同地区基站天线架设的建议三、不同地区基站天线架设的建议 1 1、在在不不同同的的基基站站架架设设的的高高度度主主要要取取决决于于覆覆盖盖的的范范围围大大小,通常可以有以下意见参考:小,通常可以有以下意见参考:城市城市h hb b3030米米 郊区郊区h hb b4545米米 农村农村h hb b60806080米米 天线覆盖的范围不仅取决于天线架设的高度,还与它天线覆盖的范围不仅取决于天线架设的高度,还与它的俯仰角密切相关,如曲线所示。的俯仰角密切相关,如曲线所示。度到基站的距离(米)基站天线下倾角基站天线
23、高度100米基站天线高度90米基站天线高度80米基站天线高度70米基站天线高度60米基站天线高度50米基站天线高度40米2 2、无线链路的平衡、无线链路的平衡 上上下下行行(前前后后向向)链链路路功功率率平平衡衡的的分分析析和和计计算算是是天天馈馈线线子子系系统统中中的的一一项项重重要要参参数数,它它的的目目的的是是用用来来衡衡量量在在已已限限定定的的基基站站及及手手机机设设备备的的基基础础上上对对覆覆盖盖小小区区内内信信号号覆覆盖盖效效果果的一种理论评估标准,也是网络优化中必须进行的工作。的一种理论评估标准,也是网络优化中必须进行的工作。a:a:上下行链路的组成(对上下行链路的组成(对G G
24、网)网)上上行行链链路路:手手机机发发射射功功率率,人人体体损损耗耗 建建筑筑物物引引起起的的损损耗耗,传传播播路路径径损损耗耗,天天线线增增益益,基基础础天天线线分分集集增增益益馈馈线线及及其他损耗,双工器损耗基站接收机灵敏度。其他损耗,双工器损耗基站接收机灵敏度。下行链路:基站发射功率,合路器,双工器,馈线及下行链路:基站发射功率,合路器,双工器,馈线及其他损耗,天线增益,传播路径损耗,建筑物损耗,人体其他损耗,天线增益,传播路径损耗,建筑物损耗,人体损耗,手机接受灵敏度。一般人体损耗为损耗,手机接受灵敏度。一般人体损耗为3 3DBDB b:b:链路预算链路预算 上行链路预算上行链路预算
25、ULULPtmPtmGmGmPrbPrbGtGtLpLpGdbGdbLfbLfbLfmLfm3db3db 下行链路预算下行链路预算 DLDLPtbPtbGmGmPrmPrmGtGtLpLpLcbLcbLfmLfmLfbLfb3db3db式中式中 Prm Prm 手机接收机的灵敏度手机接收机的灵敏度 Prb Prb 基站接受灵敏度基站接受灵敏度 Ptm Ptm 手机发射最大功率手机发射最大功率 Ptb Ptb 基站发射的最大功率基站发射的最大功率 Lp Lp 基站于手机之间的传播损耗基站于手机之间的传播损耗 Gm Gm 手机天线增益手机天线增益 Gt Gt 基站天线增益基站天线增益 Gdb Gd
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无线 组网 天线 选型 参数 优化
限制150内