1、高性能大倾角基站天线在网络优化中的作用,江苏省移动公司网络部 2011年06月,目录,项目背景,设计思路及原理,案例评估,大倾角天线应用建议,大倾角基站天线参数,项目背景,为配合中移动集团开展“三高”基站整治，江苏区域内现网有很多基站需要降低天线高度，当初铁塔预留的安装高度可能已经不能满足现网的优化要求，所以如果需要降低天线到合适高度，可能基站改造的工作量较大，从而带来了工程、协调、工期等一系列的问题。,基站”三高“整治,针对这种现状，我们研究在不降站高的情况下，下倾角多少度与塔下降多少米覆盖效果是一样？从而保证移动通信网络的通信质量的提升。我们利用天线覆盖模型仿真工具进行仿真，对基站降高和调
2、整俯仰角覆盖效果做对比。,为此，我们邀请了京信公司一起合作，研制出大倾角基站天线（机械下倾角+预置下倾角+电调下倾角）。以希望能在基站“三高”整治中发挥作用，能以较小的投入，较小的工作量、较短的工程周期完成相关网络优化专项工作。,目录,项目背景,设计思路及原理,案例评估,大倾角天线应用建议,大倾角基站天线参数,设计思路及原理,目前天线行业内天线的下倾角实现方式有三种：机械下倾角、预置电下倾角以及电调下倾角；需要下倾角=机械下倾角+预置电下倾角+电调下倾角,下倾角的概念,机械下倾角：通过调整安装支架，改变天线物理位置，从而实现下倾角连续调节的调节方式；同时机械下倾角最大角度最好不要超过8，否则波
3、形产生畸变，水平波瓣角变大（机械倾角16时，水平半功率波瓣角为150左右）。,设计思路及原理,电调下倾角：通过天线关键器件移相器，连续调整天线馈电网络，连续改变天线阵列中各振子的相位，从而在天线物理位置不变的前提下，实现天线电下倾角的连续调节的调节方式。所以在调整下倾角的时候，不会改变其波瓣宽度。,预置电下倾角：通过天线赋形技术，调整天线馈电网络，改变天线阵列中各振子的相位，从而在天线物理位置不变的前提下，实现某个电下倾角的调节方式；,电下倾原理,优化时，优先选择电调下倾，然后考虑机械下倾。,设计思路及原理,根据基站覆盖的仿真模型，分别计算出：1.不改变下倾角，覆盖距离和天线高度的关系，2.不
4、改变基站高度，覆盖距离和下倾角的关系。,当原先基站高度为50米，需要将覆盖距离控制在200米左右的时候，降低天线高度22米和更换大倾角基站并电调调整下倾角3效果相当。（机械倾角保持8不变）,原基站高度50米,要求将其主瓣覆盖距离控制200米左右；普通基站天线调整站高，大倾角天线调整下倾角。（为保证波瓣不变形，机械倾角均为8）,设计思路及原理,原基站高度70米,要求将其主瓣覆盖距离控制200米左右；（为保证波瓣不变形，机械倾角均为10）,当原先基站高度为70米，需要将覆盖距离控制在200米左右的时候，降低天线高度42米和更换大倾角基站并电调调整下倾角8效果相当。（机械倾角保持8不变）,原基站高度
5、100米,要求将其主瓣覆盖距离控制200米左右；（为保证波瓣不变形，机械倾角均为10）,当原先基站高度为100米，需要将覆盖距离控制在200米左右的时候，降低天线高度72米和更换大倾角基站并电调调整下倾角15效果相当。（机械倾角保持8不变）,设计思路及原理,我们在大幅度调整天线主波瓣的下倾角的时候，天线的上旁瓣也会出现下倾，这样便有可以出现上旁瓣的信号泄漏和越区覆盖，所以大下倾角基站天线必须进行波束赋形，做好上旁瓣抑制，根据现网覆盖经验，其上旁瓣抑制须16dB。（未做赋形天线上旁瓣抑制约810dB）,所以如果需要满足100米高度基站天线下倾角调整的时候，需要预置下倾角3，电下倾角可调范围必须大
6、于14。,设计要求及难点,我们可以看出，采用大幅度调整天线下倾角可以和降低天线的高度达到同样的优化效果。而降低天线高度的工程难度与工程周期都远比更换大倾角天线要多很多。并且现有的一些高站址基站中，很多基站是没有办法降高度，可以用大倾角基站天线取代降站高需求，从而保证移动通信网络的通信质量的提升。此外，很多美化站，天线无机械下倾角。,设计思路及原理,波束赋性、旁瓣抑制,天线振子采用不同的激励或者采用不同的边界条件获得不同的单元方向图，进而对方向图赋形，达到副瓣抑制的效果，目前设计天线通常采用这种方式进行对方向图赋型。工程中还有一种戴帽法来抑制上波瓣。如右图,赋形后,赋形前,上旁瓣,下零点,最大增
7、益点,戴帽天线,设计思路及原理,如何选择,降 高 度,打 倾 角,在实际工程应用中，我们可以根据实际情况，结合效果、难度、工程、协调、环境等因素，来进行选择降天线高度还是选用大倾角基站天线。,目录,项目背景,设计思路及原理,案例评估,大倾角天线应用建议,大倾角基站天线参数,案例评估,基站概况：51398_苏州圆融大厦基站于2010年09月12日正式开通入网，基站位于万盛街与钟园路路口圆融大厦（120.72382，31.32179），天线位于楼顶，为美化天线（百叶箱）。天线高度为67米，共3个小区。,苏州圆融大厦,A,B,C,B小区覆盖图,A小区覆盖图,C小区覆盖图,案例评估-苏州圆融大厦,天线
8、更换情况,圆融大厦为园区高档写字楼，共20层，天台面高度67米，天线更换前是普通双频基站天线ODP-065R15B18C，更换后是ODV-065R15G03（JS）这款大下倾角天线，电调下倾3-17度，原先有美化外罩机械下倾都已达到最大。由于楼顶美化及设备安装要求较高，拉远主机及光交箱都装在栅栏型美化天线内，对天线机械倾角下压有一定的阻挡，换上高下倾天线就可以增加天线的俯仰角，便于后期优化，为验证天线性能对比前后俯仰角保持一致。,天线美化安装,基站指标对比,案例评估-苏州圆融大厦,51398 苏州圆融大厦基站更换高性能天线后，单站话务量有所减少，越区覆盖得到改善，整个区域话务吸收能力明显增加，
9、较更换前共增加吸收了47.71 Erl的话务，更换天线后51398 苏州圆融大厦及其周边其他小区其他各项指标未见明显恶化。,话务指标情况,覆盖对比,更换前：对51398_苏州圆融大厦基站所在的星海街及周边道路进行了详细的双频自由模式路测，51398_苏州圆融大厦基站各小区接入正常，在周边测试过程中存在未接通和掉话现象，51398B扇区存在轻微越区，51398C越区至金鸡湖大道，越区严重，51398 A越区至万盛街与沈浒路，越区严重。 更换后：天线更换后，对51398_苏州圆融大厦进行详细的双频自由模式路测测试，各小区接入正常，在周边测试过程中无未接通和掉话事件，测试发现天线更换后三个扇区均无越
10、区现象。,案例评估-苏州圆融大厦,苏州圆融大厦B（换型后）,苏州圆融大厦B（换型前）,覆盖对比分析,对比分析：天线更换前距离0.6KM处金塔路覆盖电平为-70dbm-85dbm，越区至津梁街，天线更换后为-80dbm-94dbm, 整体覆盖有所变弱，无越区。有效的控制住了小区的覆盖范围和越区覆盖。,有效覆盖区明显收缩,案例评估-苏州圆融大厦,MRR指标统计情况,电平分布统计情况换型前,电平分布统计情况换型后,质量分布统计情况换型前,质量分布统计情况换型后,案例评估-苏州圆融大厦,DT指标对比,覆盖电平统计,覆盖质量统计,从上述MRR指标统计和DT测试统计的结果可以看出，更换大倾角天线后，主覆盖
11、区域内的覆盖电平和质量均有所提高。,案例评估-苏州圆融大厦,成品评估,根据苏州圆融大厦这个站点天线价格和工程费来计算，单个基站改造费用基本在七八千元左右，时间基本在半天左右，而我们降低基站的高度，需要重新协调，基站硬件改造，馈线改造，如需美化，需要重新设计安装美化天线外罩，工期约15天以上。单个基站改造费用约：协调费+改造费（铁塔类改造或美化）+工程费（包含辅材）=2万+2万+5千=4.5万。所以从成本上来计算也可以节约一大部分投资。,案例评估-苏州圆融大厦,案例小结,51398苏州圆融大厦基站更换高性能天线后，话务统计指标正常，整体网络话务吸收能力得到增加，MRR电平，质量统计，DT测试电平
12、，质量统计均有改善，天线更换后，DT测试各小区接入正常，无未接通和掉话事件，更换前51398_苏州圆融大厦三个扇区存在越区的问题均得到了解决。可见高性能天线性能较以前天线性能有所改善，同时由于俯仰角电调范围更大，便于后期的优化。,目录,项目背景,设计思路及原理,案例评估,大倾角天线应用建议,大倾角基站天线参数,大倾角天线应用建议,应用建议,1、在降低基站天线高度工程量过大的时候建议使用大倾角天线 2、工程周期要求较紧的时候建议使用大倾角天线 3、降低基站天线高度协调难度较大的时候建议更换大倾角天线 4、有美化外罩，难以降低高度和调整机械下倾角的时候建议使用大倾角天线 5、使用大倾角天线需要考虑
13、上副瓣的泄露覆盖，需做好抑制及测试。发现问 题及时调整。,倾角设置建议,考虑干扰抑制时的下倾角：actan（H/R）+/2,考虑加强覆盖时的下倾角：actan（H/R）,其中为天线的下倾角，H为天线有效高度，为天线的垂直半功率角。R为该小区最远的覆盖距离，即覆盖长径R。,大倾角天线应用建议,下倾角设置建议,根据仿真软件计算出塔高60米，下倾角设置和覆盖距离之间的对应关系,天线覆盖仿真软件,大倾角天线应用建议,天线选择建议,根据仿真软件计算出需要覆盖距离200米左右的时候，站高和总下倾角的设置关系。,从上述表格中可以看出30以下的基站可以使用普通天线，80米以下的站可以使用普通电调天线，超过80米的超高站就必须使用大下倾角天线。 而为了有良好的效果，减少波瓣的畸变，尽量使用电调倾角，少使用机械倾角，建议050米的基站使用普通电调天线，50米以上的使用大倾角电调天线（电调+预置倾角）。,蓝色：普通天线适用基站 红色：电调天线适用基站 黄色：大倾角天线适用基站,目录,项目背景,设计思路及原理,案例评估,大倾角天线应用建议,大倾角基站天线参数,大倾角基站天线参数,ODV-065R15G03（JS）,大倾角基站天线参数,ODV-065R15G03（JS）,大倾角基站天线参数,ODV-065R18C03(JS),大倾角基站天线参数,ODV-065R18C03(JS),汇报完毕，谢谢！,
