基站天线的选取与优化

基站天线的选取与优化李长海国脉通信规划设计有限公司无线设计部150040摘要:文章阐述了天线对移动通信系统网络性能的重要,并对其选择的方法与在市区内的高、低层建筑中优化方法进行了分析，仅供参考。关键词:移动通信;基站;天线;选择;优化1、引言无线技术是移动通信技术基础,基站天线是移动通信网络与用户手机终端空中无线联接的设备。天线是能量置换设备，是无源器件，其主要作用是辐射或接收无线电波，辐射时将高频电流转换为电磁波，将电能转换为电磁能;接收时将电磁波转换为高频电流，将磁能转换为电能。天线的性能质量直接影响移动通信网络的覆盖和服务质量;不同的地理环境,不同服务要求需要选用不同类型，不同规格的天线。天线调整在移动通信网络优化工作中有很大的作用。移动通信系统是有线与无线的综合体,它是移动网络在其覆盖范围内,通过空中接口(无线)将移动台与基站联系起来，并进而与移动交换机相联系(有线)的一一个综合的复合体。.而在移动通信系统中,空间无线信号的发射和接收都是依靠移动天线来实现的。因此，天线对于移动通信网络来说，起着举足轻重的作用，如果天线的选择不好，或者天线的参数设置不当，都会直接影响到整个移动通信网络的运行质量。尤其在基站数量多，站距小，载频数量多的高话务量地区，天线选择及参数设置是否合适，对移动通信网络的干扰，覆盖率,接通率及全网服务质量有很大影响。2、天线选择方法对于天线的选择，应根据自己移动网的覆盖，话务量,干扰和网络服务质量等实际情况，选择适合本地区移动网络需要的移动天线:在基站密集的高话务地区，应该尽量采用双极化天线和电调天线，在边、郊等话务量不高，基站不密集地区和只要求覆盖的地区，可以使用传统的机械天线。我国目前的移动通信网在高话务密度区的呼损较高，干扰较大，其中一个重要原因是机械天线下倾角度过大,天线下倾角度过大,天线方向图严重变形。要解决高话务区的容量不足，必须缩短站距，加大天线下倾角度，但是使用机械天线，下 倾角度大于5°时，天线方向图就开始变形，超过10° 时，天线方向图严重变形，因此采用机械天线,很难解决用户高密度区呼损高、干扰大的问题。因此建议在高话务密度区采用电调天线或双极化天线替换机械天线，替换下来的机械天线可以安装在农村，郊区等话务密度低的地区。天线选择原则为:根据不同的环境要求,选择不同类型的天线不同性能的天线适应于不同环境，满足不同的用户需求。3.1城区内话务密集地区在话务量高度密集的市区,基站间的距离一般在500-1000米，为合理覆盖基站周围500米左右的范围，天线高度根据周围环境不宜太高，选择- - 般增益的天线，同时可采用天线下倾的方式。选择内置电下倾的双极化定向天线，配合机械下倾，可以保证方向图水平半功率宽度在主瓣下倾的角度内变化小。3.2在郊区或乡镇地区在话务量很底的农村地区，主要考虑信号覆盖，基站大多中国煤化工用高MYHCNMHG增益的全向天线，天线架高可设在40-50米，同时适当调大基站发射功率，以增强信号的覆盖范围，一般平原地区--90dBm覆盖距离可达5公里。3.3在铁路或公路沿线在铁路或公路沿线主要考虑沿线的带状覆盖分布,可以采用双扇区型基站,每个区180;天线宜采用单极化3dB波瓣宽度为90°的高增益定向天线，两天线相背放置，最大辐射方向与高速路的方向一致。3.4在城区内的一些室内或地下在城区内的一些室内或地下，如:高大写字楼内，地下超市，大酒店的大堂等，信号覆盖较差，但话务量较高。为满足这一区域用户的通信需求，可采用室内微蜂窝或室内分布系统，天线采用分布式的低增益天线，以避免信号干扰影响通信质量。4、天线的优化GSM数字移动通信发展非常迅速，从早期规划的大区制，到后来的小区制，直到现在的微蜂窝、微微蜂窝，相对应的天线从早期架设在屋面铁塔上，到后来天线降到屋面上，直到现在要把天线设置在屋面下的外墙侧面上。所有的这些变化都说明，对GSM基站站点的优化在不同阶段要有不同的思路，只有不断更新思想，才能建设和优化好GSM无线网络的通信质量。4.1对设在市内高层建筑上基站的优化这类基站(一般是指天线离地在30m以上)在GSM建设初期起到了重要的作用，在基.站数不断增加的情况下，这类基站正面作用越来越小、反面作用越来越突出。如果天线能降高的，就采取降低天线高度的办法，便于在其周围建设新基站，提高频率复用率。4.2对设在低层建筑物上基站的优化对这类基站(- -般指10层以下民用住宅楼，天线离地挂高在15m~30m之间)，如果是基站无线覆盖半径要求控制在500m左右时，这样的天线离地挂高是比较合适的。随着基站小区的不断分裂，小区半径间隔越来越小(已达到300m,甚至更小)，这时就要对天线进行GSM网络优化调整。由于对这类基站进行优化，主要是把基站无线覆盖小区半径控制在--个更小的范围内，因此，通常采用调整无线倾角的办法来加以控制。一方面，调整天线下倾角方法简单、施工方便、周期短，且又能使天线在干扰方向上的增益减小:另一方面天线下倾后，提高了本覆盖区内的信号强度，既改善了本覆盖区的场强，又增加了抗同频干扰的能力，因此能有效地对服务区进行控制。.在实际工程中对天线下倾角调整不是越大越好，这是因为随着天线下倾角的增大，水平方向传播特性图将变成扁平。一般下倾角超过10°，水平方向图就会出现失真。因而天线下倾角在0° ~10°之间选择较为合理。另外，有些厂家在设计天线时，把主瓣与旁瓣交界处的场强值设地成0dB,且天线内部本身又没有设置下倾角度，为了抑制该0dB场强值落在最想覆盖的基站小区内(造成近距离覆盖效果不好)，因而天线下倾角至少也要下倾1° ~2°。如果运营商选择这类天线，则天线下倾角建议在1° ~10°之间选择为宜。参考文献:[1]张晖。《基站天线的优化选择和设置技术》. 江苏通信技术, 2007[2]刘志英《移动通信天线的选型及优化调整》. 中国通信学会无线及移动通信委员会、IP应用与增强电信技术委员会2007年度联合学术年会,2007中国煤化工MHCNMH G