WCDMA共站址天线安装隔离度要求.doc

WCDMA共站址天线安装隔离度要求概述随着运营商的增加和新移动系统的应用，同一站点出现几种制式共存的情况也将大大增加，由于基站天线的距离近，不同系统之间将产生干扰，如何避免、减少不同系统共站址时相互之间的干扰就成为一个突出的问题。共站址干扰主要是由一个系统基站天线发射的（杂散、互调）信号被（同站址）另一个系统基站天线接收到，而形成了干扰（或阻塞）。根据WCDMA与其它移动系统的隔离度要求，本文给出了共站址时WCDMA天线的安装要求，可作为共基站建设时天线安装的指导或建议。1 共站址隔离度分析1.1 WCDMA BS与其它系统共站址协议分析根据文献15，WCDMA与GSM 900MHz、DCS 1800MHz、PHS BS、CDMA2000 BS或TD-SCDMA BS共站址时，考虑其它系统杂散对WCDMA接收灵敏度的影响小于0.1dB，得到的隔离度要求如下表所示：表1 根据协议WCMDA与其它系统共站址时隔离度要求GSM900(dB)DCS1800(dB)PHS(dB)CDMA2000(dB)TD-SCDMA(dB)WCDMA929289113105.5根据协议分析，由上表可以看出，WCDMA和其它系统基站基本不可能做到共站址。如果要共站址，必须对其它系统基站在WCDMA接收频段的杂散辐射进行滤波。1.2 WCDMA BS与其它系统共站址建议值表2 WCMDA与其它系统共站址时隔离度建议值GSM900(dB)DCS1800(dB)PHS(dB)CDMA2000(dB)TD-SCDMA(dB)WCDMA40407040宏蜂窝无法共存WCDMA60607060说明：根据协议WCDMA与GSM、DCS、CDMA2000系统间要求的隔离度非常高，在实际情况中，一般要求隔离度在40dB以上，所用60dB是考虑到可能各家的GSM、DCS、CDMA2000系统设备杂散不一致而留了干扰余量。2 共站址天线安装要求2.1 各种系统所使用的天线情况各系统频段内天线均包括：1全向单极化：增益11dBi（GSM、DCS、CDMA、WCDMA），10dBi（PHS）2定向单极化：水平波瓣宽度65、90，增益15dBi（GSM、DCS、CDMA、WCDMA），增益18dBi（DCS，WCDMA）3定向双极化：水平波瓣宽度65，增益15dBi（GSM、DCS、CDMA、WCDMA），增益18dBi（DCS，WCDMA）其中PHS系统是如下的形式：由多个天线单元构成，天线的下倾角比较大，一般在100以上。2.2 需要考虑的各种组合方式1WCDMA全向天线与其它系统全向天线间：WCDMAGSMWCDMADCSWCDMACDMAWCDMAPHSWCDMAWCDMA由于只考虑WCDMA系统与其它系统的隔离度，不考虑其它系统之间的要求。2WCDMA全向天线与其它系统定向天线间：WCDMAGSMWCDMADCSWCDMACDMAWCDMAWCDMA定向天线包括各种增益及单极化与双极化。只考虑WCDMA系统与其它系统的隔离度，不考虑其它系统之间的要求。3WCDMA定向天线与其它系统定向天线间：WCDMAGSMWCDMADCSWCDMACDMAWCDMAWCDMA定向天线各种增益的组合和两系统天线间相对角度，定向天线还有单极化和双极化之分。只考虑WCDMA系统与其它系统的隔离度，不考虑其它系统之间的要求。2.3 天线间相对角度和距离的定义图1 非共抱杆时两天线安装示意图图2中左边天线和右边天线均为0度时表示两天线面对面(最大辐射方向)，均为180时表示两天线背对背。左边天线逆时针方向旋转，右边天线顺时针方向旋转。上图只是示意图，也可能是WCDMA天线在右边。aa天线1天线2doO图2 非共抱杆时两天线位置关系图图中a为天线的水平方向角，与图2中的角度表示一致。两天线主瓣相对时两天线方向角均为0度，两天线主瓣相背时两天线方向角均为180度。d为两天线抱杆间的水平距离。图3 共抱杆时两天线安装示意图图3中角度表示两天线逆时针方向旋转。2.4 两全向天线安装方式若无特别说明均指单极化天线；若无特别说明，天线安装于同一水平面。根据文献7的分析，得到两全向天线共站址时天线安装方式：两天线非共抱杆和共抱杆两种安装方式。主要考虑下面三种要求：异系统两全向天线间的隔离度要求异系统两全向天线间互耦对方向图的影响WCDMA两全向天线间的分集要求2.4.1 两全向天线水平间距要求1. 两系统间隔离度要求表3 WCDMA与其它系统两全向天线非共抱杆时两全向天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB水平间距大于1.5m 无法满足水平间距大于1.5m无法满足60dB无法满足无法满足无法满足无法满足说明在水平距离1.5m时，隔离度可以达到50dB，但距离再增加，隔离度变化不大在间距2m时，只能达到30dB隔离度，距离再提高对隔离度影响不大在水平距离1.5m时，隔离度可以达到50dB，但距离再增加，隔离度变化不大在间距2m时，只能达到30dB隔离度，距离再提高对隔离度影响不大2. 方向图互相不影响的要求原则：1 天线被遮挡的区域小于第一菲涅尔区的1/52 遮挡物收到的信号能量少于发射信号的1/10要求：两天线水平间距超过6，两天线间的方向图影响较小，要求间隔大于2m。其中为较低频率系统的信号波长。3. WCDMA全向天线分集距离要求WCDMA两全向天线分集距离要求为2.5m以上。4. 综合各种要求建议安装方式1） WCDMA与其它系统两全向天线非共抱杆安装时，为了满足40dB的隔离度要求和两天线的方向图相互影响较小，建议按照下图进行两天线安装。2） WCDMA两全向天线分集距离要求为2.5m以上。9002100GSMWCDMA天线18002100DCSWCDMA天线800CDMAWCDMA天线21002100WCDMAWCDMA天线21002m以上2m以上无法满足无法满足图4 两全向天线共站址非共抱杆时安装方式说明：u 图中数字表示系统所在频段。u 在两相同频段天线使用水平间距获得隔离度时，要达到40dB的隔离度是比较困难的，不建议使用此种方式。u 异系统全向天线使用水平间距隔离时，两系统天线的底部要求在同一高度线上。u 天线间间隔在2m左右时，对低频天线的方向图有一定的影响，天线方向图的不圆度有小的变化。2.4.2 两全向天线垂直间距要求1. 两系统间隔离度要求表4 WCDMA与其它系统两全向天线共抱杆时两全向天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB垂直间距大于0.1m垂直间距大于0.1m垂直间距大于0.1m垂直间距大于0.1m60dB垂直间距大于0.5m垂直间距大于0.5m垂直间距大于0.5m垂直间距大于0.5m说明这种情况只出现在与异运营商共站址的情况2. 方向图互相不影响的要求垂直安装时两全向天线间互耦对方向图的影响可忽略。3. WCDMA全向天线分集距离要求无法支持分集，不考虑同一系统使用垂直分集。4. 综合各种要求建议安装方式1） WCDMA与其它系统两全向天线共抱杆安装时，为了满足40dB的隔离度要求和两天线的方向图相互影响较小，按照下图进行两天线安装。2） WCDMA两全向天线分集无法支持，所以不考虑同一系统使用垂直分集。9002100GSMWCDMA天线DCSWCDMA天线2100WCDMAWCDMA天线210021001800800CDMAWCDMA天线21000.1m以上0.1m以上0.1m以上0.1m以上图5 两全向天线共站址共抱杆时安装方式说明：u 图中数字表示系统所在频段。u 天线垂直安装时，天线间的隔离度较大，互耦对方向图的影响也比较小。u 由于垂直安装的全向天线无法支持分集，不考虑同系统同一运营商天线分集垂直安装。2.5 全向天线与定向天线安装方式若无特别说明，均指单极化天线；若无特别说明，天线安装于同一水平面。根据文献7分析，得到全向天线与定向天线共站址时天线安装方式：非共抱杆方式和共抱杆安装方式。主要考虑下面种要求：u 异系统全向天线与定向天线间的隔离度要求u 异系统全向天线与定向天线间互耦对方向图的影响u WCDMA系统天线的分集要求2.5.1 全向天线与定向天线水平间距要求1. 系统间隔离度要求1） 定向天线90度垂直极化表5 全向天线与定向90度垂直极化天线非共抱杆时两天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB定向天线：90度a270度，水平间距大于1m定向天线：90度a270度，水平间距大于2.5m定向天线：90度a270度，水平间距大于1m定向天线：90度a270度，水平间距大于2.5m60dB定向天线：120度a240度，水平间距大于1m无法满足要求定向天线：120度a240度，水平间距大于1m无法满足要求说明180度时，5m的间距隔离度在50dB左右180度时，5m的间距隔离度在50dB左右2） 定向天线65度垂直极化表6 全向天线与定向65度垂直极化天线非共抱杆时两天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB定向天线：60度a300度，水平间距大于1m定向天线：90度a270度，水平间距大于2.5m定向天线：60度a300度，水平间距大于1m定向天线：90度a270度，水平间距大于2.5m60dB定向天线：120度a240度，水平间距大于1m无法满足要求定向天线：120度a240度，水平间距大于1m无法满足要求说明180度时，5m的间距隔离度在50dB左右180度时，5m的间距隔离度在50dB左右说明：定向天线为65度双极化天线时，全向天线和定向天线的安装要求参考表62. 方向图互相不影响的要求原则：1 天线被遮挡的区域小于第一菲涅尔区的1/52 遮挡物收到的信号能量少于发射信号的1/10要求：1 如果全向天线在定向天线主瓣方向，定向天线的方向图将展宽，全向天线的方向图将在定向天线方向产生凹陷。此时要求天线间的距离为：9m(30倍定向天线宽度的距离)2 在其它方向，定向天线对全向天线的影响大于全向天线对定向天线的影响，在定向90度方向，间距要求为：2m左右；在180度方向，间距要求为：3m左右。3. WCDMA全向天线分集距离要求同一系统不可能出现同时使用全向天线与定向天线提供分集的情况。4. 综合各种要求天线安装方式1） 异系统或者同系统不同运营商之间天线非共抱杆时，为了满足一定的隔离度和方向图相互不影响的要求，方向角建议按照表5和表6要求安装，但是水平距离要求大于3m。因此一般不建议全向天线和定向天线采用非共抱杆安装方式。2） 同系统同一运营商不可能出现同时使用全向天线与定向天线提供分集的情况。2.5.2 全向天线与定向天线垂直间距要求1. 系统间隔离度要求表7 全向天线与定向垂直极化天线共抱杆时两天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB垂直间距大于0.1 m垂直间距大于0.1 m垂直间距大于0.1 m垂直间距大于0.1 m60dB垂直间距大于0.5 m垂直间距大于0.5 m垂直间距大于0.5 m垂直间距大于0.5 m说明这种情况只出现在与异运营商共站址的情况注：两天线垂直安装时定向天线的方向角对两天线间的隔离度影响不大说明：全向天线和定向天线共抱杆安装时，定向天线无论是单极化或者双极化，还是垂直极化65度或者垂直极化90度，对两天线的垂直安装要求基本上一致。2. 方向图不相互影响的要求垂直安装时天线间互耦对方向图的影响可忽略。3. 分集距离要求同一系统不可能出现此同时使用全向天线与定向天线的情况。4. 综合各种要求天线安装方式1） 异系统或者同系统不同运营商之间天线共抱杆时，为了满足一定的隔离度和方向图相互不影响的要求，建议按照表7安装。2） 同系统同一运营商不可能出现同时使用全向天线与定向天线提供分集的情况。2.6 两定向天线安装方式若无特别说明均指单极化天线；若无特别说明，天线安装于同一水平面。根据文献6和7的分析，得到两定向天线共站址时天线安装方式：两天线非共抱杆和共抱杆两种安装方式。主要考虑下面三种要求：异系统两定向天线间的隔离度要求异系统两定向天线间互耦对方向图的影响WCDMA两定向天线间的分集要求2.6.1 定向天线与定向天线水平间距要求1. 系统间隔离度要求1） 定向65度垂直极化天线表8 WCDMA与其它系统两定向65度垂直极化天线非共抱杆时两天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB60度a300度，水平间距大于1m90度a270度，水平间距大于1m60度a300度，水平间距大于1m90度a270度，水平间距大于1m60dB90度a270度，水平间距大于2m或者 120度a240度，水平间距大于1ma等于180度，水平间距大于1m90度a270度，水平间距大于2m或者 120度a240度，水平间距大于1ma等于180度，水平间距大于1m说明120度时，1m的间距隔离度在60dB左右隔离度60dB以上只有在两天线主瓣背靠背才能满足120度时，1m的间距隔离度在60dB左右隔离度60dB以上只有在两天线主瓣背靠背才能满足2） 定向90度垂直极化天线表9 WCDMA与其它系统两定向90度垂直极化天线非共抱杆时两天线之间的安装要求系统要求的隔离度GSM与WCDMA间距要求DCS与WCDMA间距要求CDMA 800M与WCDMA间距要求WCDMA与WCDMA间距要求40dB60度a300度，水平间距大于1m90度a270度，水平间距大于1m60度a300度，水平间距大于1m90度a270度，水平间距大于1m60dB90度a270度，水平间距大于2m或者 120度a240度，水平间距大于1ma等于180度，水平间距大于1m90度a270度，水平间距大于2m或者 120度a240度，水平间距大于1ma等于180度，水平间距大于1m说明120度时，1m的间距隔离度在60dB左右隔离度60dB以上只有在两天线主瓣背靠背才能满足120度时，1m的间距隔离度在60dB左右隔离度60dB以上只有在两天线主瓣背靠背才能满足从上两表的分析可以看出，对于定向65度双极化天线和定向90度单极化天线，为了满足一定的隔离度要求，对方向角和水平间距的要求基本上一致。说明：定向天线为65度双极化天线时，定向天线和定向天线的安装要求参考表8。2. 方向图互相不影响的要求原则：1 天线被遮挡的区域小于第一菲涅尔区的1/52 遮挡物收到的信号能量少于发射信号的1/10要求：1 如果定向天线在另一定向天线的主瓣方向，被遮挡的定向天线的方向图将展宽，并在遮挡定向天线方向产生凹陷。此时要求天线间的距离为9m(30倍定向天线宽度的距离)。2 两定向天线非共抱杆同高度安装时，两定向天线一般是平行放置的，天线方向图不受影响要求天线间单距大于0.2m即可。 3. 分集距离要求同系统同一运营商两单极化天线之间的分集距离按2.5m来要求。4. 综合各种要求天线安装方式1） 异系统或者同系统不同运营商之间天线共抱杆时，为了满足一定的隔离度和方向图相互不影响的要求，按照表8和表9安装。2） 同系统同一运营商两单极化天线之间的水平分集距离满足2.5m要求。2.6.2 定向天线与定向天线垂直间距要求1. 系统间隔离度要求1） 定向65度垂直极化天线表10 WCDMA与