特型天线与无线网络优化.pptx
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1、一、无线网络系统的组成第1页/共74页从结构上,整个网络分成三个子系统:1、网络交换子系统:它是网络的核心。它的主要功能是实现网内交换和已经存在的有线系统和其他无线系统之间的交换及部分运营管理功能。2、基站子系统:它由基站及基站控制器组成,它的主要功能是为大量的基站提供控制和管理,如无线信道分配,建立和拆除无线链路,实现信道切换等。3、无线覆盖及手机子系统:它由基站的天馈线系统及手机组成,它的主要功能是实现用户与网络之间的无线信息交换。第2页/共74页从无线接入网络性能上也分为三部分:1、无线覆盖,它决定了网络服务的范围,承担着用户与网络之间的无线业务交换的重任,无线覆盖的好坏直接影响着用户的
2、使用效果,是吸引用户的关键因素之一,这部分主要由基站的天馈系统来实现。2、网络的容量:它决定的网络服务的用户数量及所能承担的业务量,主要由基站中的频点的设置和规划来决定的。3、无线控制参数的正确设置与调整,它决定着网络的正确运行及运行的质量。第3页/共74页这三部分的性能决定了整个网络的运行及质量网络优化就是这三部分的优化。这三部分优化的相互关系可以用下面金字塔来表示。无线参数优化频点设置与规划天馈参数优化第4页/共74页由于天馈系统工作环境复杂,面临覆盖地面的条件多种多样,工作量大,运营商及厂家对这部分的缺少经验及手段,因此长期以来,天馈系统的优化被忽略了,造成网络优化中基础与高层脱节,没有
3、真正达到网络优化的目的。天馈优化从无线覆盖入手可以解决由于无线覆盖不好而带来的网络中存在的干扰问题、切换问题,越区覆盖问题,广覆盖问题,边缘覆盖问题,以及特殊地形的专项覆盖问题,使网络资源充分合理的利用起来。2002200320022003年海天公司协助中国移动和中国联通对部分省市公司在线基站的天馈子系统进行全面的天馈优化及巡检工作发现由天馈系统中存在的各种问题,使无线覆盖不好,影响网络中的呼损率高,通话保持率低,切换成功率低等指标的原因的80%80%以上。通过对无线覆盖优化工作为后面网络的优化打下坚实的基础。第5页/共74页二、目前网络覆盖中存在的问题 1、网络建设周期短,建设速度快,施工队
4、伍经验不足,管理跟不上,留下许多工程隐患。2、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。3、网络投入营运后:(1)终端用户的变化(地理分布)(2)网络运行环境的变化(城市建设发展)(3)网络结构的变化(覆盖范围,系统容量)(4)新业务的开拓 都需要网络进行调整,这个调整过程也可称为网络优化过程。第6页/共74页三、无线覆盖与网络营运性能的关系 网络营运的性能主要由呼损率、掉话率、切换成功率、干扰来考虑。呼损率:首先影响呼损的是话务均衡、信道容量,但是话务均衡与覆盖其大小有关,呼损也与覆盖区中信号的电平有关。掉话率:与小区切换成功率有关,也与覆盖
5、区中信号是否均匀有关,另外与是否存在干扰有关。第7页/共74页 切换成功率:与切换系数数量正确与否有关,与小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,这主要是由于覆盖无线覆盖设置不合适有关。第8页/共74页 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。第9页/共74页四、天线参数在无线组网中的作用四、天线参数在无线组网中的作用 天线是完成将传输线中的高频电
6、磁能转化成空间自由电磁波,或将空间中的自由电磁波能量转化成传输线中的高频电磁能的专门设备,因此没有一个好的天线就不会有好的无线网络,没有天线的良好工作状态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。第10页/共74页1 1、移动通信基站天线的主要技术参数1 1)天线的工作带宽 对GSM 900MHg 870-960MHg (GSM 900MHg 870-960MHg (移动)909-960MHg (909-960MHg (联通)对CDMA800MHg 825-880MHg (CDMA800MHg 825-880M
7、Hg (联通)对GSM1800MHg 1710-1815MHg (GSM1800MHg 1710-1815MHg (移动)1745-1850MHg (1745-1850MHg (联通)对PHS1880-1920(PHS1880-1920(电信、网通)2 2)水平波束宽度与垂直波束宽度 通常用3dB3dB波束宽度和10dB10dB波束宽度来表示。第11页/共74页例如:HTDB096515HTDB096515 3dB 3dB水平波束宽度为6565O O 10dB10dB水平波束宽度为130130O O 3dB 3dB水平波束宽度为1313O O 10dB10dB水平波束宽度为2626O O HT
8、Q-0911HTQ-0911 水平波束宽度为360360O O 3dB 3dB垂直波束宽度为6.56.5O O 10dB10dB垂直波束宽度为1313O O 3 3)天线的增益 1313、1515、1717、1818、2121(dBidBi)第12页/共74页4 4)天线的输入驻波)天线的输入驻波 S S1.41.45 5)天线的极化)天线的极化 垂直线极化垂直线极化4545O O双极化双极化6 6)天线前后比)天线前后比 例:例:HTDB096515 HTDB096515 天线的前后比为天线的前后比为25dB25dB2 2、基站天线的分类、基站天线的分类1 1)常规天线)常规天线 HTQ-0
9、9-11HTQ-09-11(0 0、3 3、5 5、7 7)HTQ08-11HTQ08-11(0 0、3 3、5 5、7 7)HTDBHTDB(S S)0808、0909、6565O O 15/17/18dB 15/17/18dB(0 0、3 3、6 6、9 9)HTDBHTDB(S S)0808、0909、9090O O 14/15/17dB 14/15/17dB(0 0、3 3、6 6、9 9)第13页/共74页2 2)特型天线)特型天线赋形天线赋形天线 HTDBFS096515HTDBFS096515 HTDBFS096517 HTDBFS096517 HTDBFS0910514 HTD
10、BFS0910514 HTDBF096517 HTDBF096517公路双向天线公路双向天线 HTSX08HTSX08、0909、7070、1414公路兼镇天线公路兼镇天线 HTD08HTD08、0909、210210、1313窄波束高增益天线窄波束高增益天线 HTDBS093320HTDBS093320 HTDB09320 HTDB09320连续电可调倾角天线连续电可调倾角天线 HTDBS096515HTDBS096515(0 0O O1313O O)HTDBS096517HTDBS096517(0 0O O1313O O)第14页/共74页3)G,C3)G,C网通用天线 HTDB08093
11、0(15,18,21)45(14,17)65(15,17)90(8,11,14,15,17)105(13,15,16)HTDBS080933(18,20)65(12,15(3,6,9),17(3,6,9),18(3,6)90(144)上旁瓣抑制天线 双极化 HTDBYS0809 65(18,17(3),15)HTDBYS0809 90(17)HTDBYS0809 105(15)单极化 HTDBY0809 65(18,17(3),15)HTDBY0809 90(15,17,18)第15页/共74页 3 3、天线参数在无线覆盖中的作用、天线参数在无线覆盖中的作用 天线是完成将传输线中的高频电磁能转
12、化成空间自由电磁波,或将空间中的自由电磁波能量转化成传输线中的高频电磁能的专门设备,因此没有一个好的天线就不会有好的无线网络,没有天线的良好工作状态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。第16页/共74页1 1)覆盖范围与覆盖质量)覆盖范围与覆盖质量 天线的水平方向图决定了天线的覆盖范围,天线的垂直方向图及架设高天线的水平方向图决定了天线的覆盖范围,天线的垂直方向图及架设高度和俯仰角共同决定了覆盖范围内的电平。度和俯仰角共同决定了覆盖范围内的电平。第17页/共74页 2 2)天天线线的的垂垂直直方方向向图图
13、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以确定主控小区的覆盖半径及覆盖小区的功率分布。可以确定主控小区的覆盖半径及覆盖小区的功率分布。由由于于不不同同地地形形环环境境同同样样的的挂挂高高、配配置置,但但覆覆盖盖功功率率将将不不同同。对对于于平平原原环环境境,我们建议可用我们建议可用OKUMURA-HADAOKUMURA-HADA的经验公式进行覆盖功率的估算。的经验公式进行覆盖功率的估算。EIRP=PEIRP=Ptmtm-L-Lf f0.047(dB)-Lcb+G0.047(dB)-Lcb+Gb bt t 式中式中P Ptmtm基站输出功率基站
14、输出功率 L Lf f基站至天线接口处输出电缆长度基站至天线接口处输出电缆长度 LcbLcb基站合路器损耗基站合路器损耗 GbtGbt基站天线增益基站天线增益第18页/共74页PR(dBm)=EIRP-69.55-26.16LgF(MHz)+13.82Lghb-(44.9-6.55Lghb)LgD(Km)+Ks 式中PR接收门限F频率(MHg)hb基站天线挂高d覆盖距离(公里)Ks不同地形修正因子。对乡村环境Ks=9.94第19页/共74页3 3)天线前后比对天线覆盖的影响)天线前后比对天线覆盖的影响前后比的定义:前后比的定义:10log前向功率后向功率=25dB第20页/共74页三扇区覆盖造
15、成邻区干扰第21页/共74页 直放站施主天线与业务天线之间的耦合第22页/共74页4 4)垂直波束中上副瓣及下副瓣零点的影响上副瓣零点下副瓣零点第23页/共74页 5 5)天线增益:决定了垂直面上的覆盖的边界,影响)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。着信号穿透建筑物时衰减的变化。增益(增益(dBdB)覆盖距离(覆盖距离(d/dd/d)1 11.0591.0592 21.1221.1223 31.1881.1884 41.261.265 51.3341.3346 61.4121.412第24页/共74页6 6)天馈线上驻波比的影响)天馈线上驻波比的影响 电压
16、驻波比(VSWR)对网络的影响:VSWR反射功率比辐射功率减少减少百分比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%第25页/共74页 7 7)天线下倾的作用)天线下倾的作用 A A、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天线在垂直方向上的增益减小。降低了垂直方向上来的干扰的耦合能力。使天线在垂直方向上的增益减小。降低了垂直方向上来的干扰的耦
17、合能力。B B、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,改改善善了了小小区区的的信信号号环环境境,增增强了抗同频干扰能力。强了抗同频干扰能力。C C、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“塔塔下下黑黑”区区域域,但但是是也应当注意到:也应当注意到:第26页/共74页 a、应根据天线的垂直方向图提供的数据具体计算后进行下倾,保证服务区的覆盖范围,但又不形成覆盖盲区;b、天线下倾后,应注意上副瓣及尾瓣可能造成的对其他小区的干扰;c、天线机械下倾角度过大,会引起水平方向区畸变,使覆盖范围不易控制。第27页/共74页天线下
18、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:=arctg h/r/2式中,天线倾角,h为天线高度,r为站间距离。实际天线下倾角还应扣除垂直波束3dB宽度,在实际调整中,波束最大点对准主要覆盖区,根据主波束宽度决定主要覆盖区的宽度及边缘区的电平。第28页/共74页第29页/共74页 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,计计算得出算得出大约在大约在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
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- 天线 无线网络 优化
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