特型天线与无线网络优化

1、一、无线网络系统的组成一、无线网络系统的组成从结构上，整个网络分成三个子系统：从结构上，整个网络分成三个子系统： 1 1、网络交换子系统：它是网络的核心。它的主要功、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。之间的交换及部分运营管理功能。 2 2、基站子系统：它由基站及基站控制器组成，它的、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

2、等。配，建立和拆除无线链路，实现信道切换等。 3 3、无线覆盖及手机子系统：它由基站的天馈线系统、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。信息交换。 从网络性能上也分为三部分：从网络性能上也分为三部分： 1 1、无线覆盖，它决定了网络服务的范围，承担着用户与、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使用效果，是吸引用户的关键因素之一，这部分主着用户的使用效果，是吸引用

3、户的关键因素之一，这部分主要由基站的天馈系统来实现。要由基站的天馈系统来实现。 2 2、网络的容量：它决定的网络服务的用户数量及所能承、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。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 3、无线控制参数的正确设置与调整，它决定着网络的正、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。确运行及运行的质量。无线参数优化无线参数优化频点设置与规划频点设置与规划天馈参数优化天馈参数优化二、目前网络覆盖中存在的问题二、目前网络覆盖中存在的问题 1 1、网络建设周期短，建设速度快，

4、施工队伍经验不、网络建设周期短，建设速度快，施工队伍经验不足，管理跟不上，留下许多工程隐患。足，管理跟不上，留下许多工程隐患。 2 2、网络最初规划、设计不完全合理，无线传播中存、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。在许多无法完全确定的因素，这些因素影响着无线覆盖。 3 3、网络投入营运后：、网络投入营运后： (1)(1) 终端用户的变化（地理分布）终端用户的变化（地理分布） (2)(2) 网络运行环境的变化（城市建设发展）网络运行环境的变化（城市建设发展） (3)(3) 网络结构的变化（覆盖范围，系统容量）网络结构的变化（覆盖范围，系统

5、容量） (4)(4) 新业务的开拓新业务的开拓 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。化过程。三、无线覆盖与网络营运性能的关系三、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。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，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。号的电平有关。 掉话率：与小区切换成功率有关，也与覆盖区中

6、信掉话率：与小区切换成功率有关，也与覆盖区中信号是否均匀有关，另外与是否存在干扰有关。号是否均匀有关，另外与是否存在干扰有关。 切换成功率：与切换系数数量正确与否有关，与切换成功率：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。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。主要是由于覆盖无线覆盖设置不合适有关。 由此可看出，所有网络营运的指标均与无线覆盖由此可看出，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，没有密切相关。可以说，无线覆

7、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。能达到事半功倍的目的。 天线是完成将传输线中的高频电磁能转化成空间天线是完成将传输线中的高频电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，因此没有一个好的输线中的高频电磁能的

8、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。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。 天线是完成将传输线中的高频电磁能转化成空间天线是完成将传输线中的高频电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

9、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。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。 P PR R(dBm)=EIRP-69.55-26.16LgF(MHz)+13.82L(dBm)=EIRP-69.55-26.16LgF(MHz)+13.82Lg ghb- hb- (44.9-6.55

10、Lghb)LgD(Km)+Ks (44.9-6.55Lghb)LgD(Km)+Ks 式中式中P PR R接收门限接收门限F F频率（频率（MHgMHg）h hb b基站天线挂高基站天线挂高d d覆盖距离（公里）覆盖距离（公里）KsKs不同地形修正因子。不同地形修正因子。对乡村环境对乡村环境Ks=9.94Ks=9.9410log前向功率后向功率=25dB上副瓣零点下副瓣零点电压驻波比（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 3.0 25% 2.15dB 40% 2.0 11% 0.86dB 18% 1.8

11、 8 % 0.67dB 14% 1.5 4% 0.36dB 8.0% 1.4 2.8% 0.21dB 4.7% 1.3 1.7% 0.13dB 2.9% 1.2 0.8% 0.07dB 1.1% a a、应根据天线的垂直方向图提供的数据具体计算、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，但又不形成覆盖后进行下倾，保证服务区的覆盖范围，但又不形成覆盖盲区；盲区； b b、天线下倾后，应注意上副瓣及尾瓣可能造成的、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；对其他小区的干扰； c c、天线机械下倾角度过大，会引起水平方向区畸、天线机械下倾角度过大，会引

12、起水平方向区畸变，使覆盖范围不易控制。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：= arctg h / r/2= arctg 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。实际天线下倾角还应扣除垂直波束实际天线下倾角还应扣除垂直波束3dB3dB宽度，在实际调宽度，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。定主要覆盖区的宽度及边缘区的

13、电平。 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天马山兴业银行基站2天马山观光点3.99%43.75%52.26%050100150200250300350-75dBm-20dBm-80dBm-75dBm-85dBm-80dBm2.04%97.96%05001000150020002500-75dBmto-20dBm-80dBmto-75dBmRSSI 优化前 优化后2.16%0.21%2.21%88.27%3.25%1.20%2.66%05001000150020002500-1to33to44to55to7.57.5to1

14、010to1212to10117.19%82.81%0100200300400500600-1to312to101FER 优化前 优化后9.55%5.03%10.24%40.97%29.86%4.34%050100150200250-8to-6-10to-8-12to-10-14to-12-16to-14-30to-165.96%2.58%4.46%4.50%15.38%24.17%42.93%020040060080010001200-9to0-10.5to9-12to10.513to-12-14to13-15to14-32to15Ec/Io 优化前 优化后96.25%3.45%0.29%0

15、50010001500200025007to10-5to0-100to-528.47%52.26%8.85%1.56%3.29%5.55%05010015020025030035010to12.57.5to105to7.50to5-5to0-100to-5TX Power 优化前 优化后3 3、吉林、吉林市移动公司办公楼市移动公司办公楼话音信道掉话率0.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%话音信道掉话率0.46%0.29%0.32%0.43%0.13%0.16%0.27%0.07%8-118-138-148-159-19-29-39-4优化调整前、后话音信道掉话率对比优化调

16、整前、后话音信道掉话率对比 移动公司基站一小区移动公司基站一小区2003年年8月月27日改换频点后日改换频点后 基站采用基站采用MOTOROLA 20WMOTOROLA 20W微蜂窝基站，站型微蜂窝基站，站型S222S222，天线型号天线型号HTDBS093021,HTDBS093021,基站天线挂高基站天线挂高3232米，用户分布米，用户分布间地形图，基站间地形图，基站A A扇区对准上山公路，下情扇区对准上山公路，下情5 5度，度，B B扇区扇区对准天池景区，上翘对准天池景区，上翘3 3度，度，C C扇区对准公路另一段（出扇区对准公路另一段（出山公路），下倾山公路），下倾0 0度。度。 地形

17、分布图：地形分布图： 基站天池主峰用户森林进山山门公路另一基站天池主峰天池主峰 森林森林 用户用户 公路公路 基站基站 进山山门进山山门 另一基站另一基站6 6）内置电下倾与连续可调电下倾天线）内置电下倾与连续可调电下倾天线案例：案例：移动泥里河基站（覆盖不好）：移动泥里河基站（覆盖不好）： 位于白山市辖区内的十三道沟，基站为位于白山市辖区内的十三道沟，基站为O2O2站型，采用站型，采用我公司我公司TQ-09-11TQ-09-11全向天线，基站建于一全向天线，基站建于一2020米的高坡上，铁米的高坡上，铁塔高为塔高为7070米，天线总挂高为米，天线总挂高为9090米，距基站米，距基站80080

18、0米米-1200-1200米范米范围内有一村庄，为用户密集区，在村里可看见基站，但信围内有一村庄，为用户密集区，在村里可看见基站，但信号很弱，通话时断市续，掉话频繁，用户投诉严重。经测号很弱，通话时断市续，掉话频繁，用户投诉严重。经测试，天线驻波比良好（小于试，天线驻波比良好（小于1.31.3），村内信号为），村内信号为-80-80至至- -95dBm95dBm之间。由于该地区除村庄外，周围都是森林，只有之间。由于该地区除村庄外，周围都是森林，只有一条公路自远处通过。白山移动公司要求只覆盖村镇，对一条公路自远处通过。白山移动公司要求只覆盖村镇，对公路远端可作出牺牲。公路远端可作出牺牲。 根据此

19、情况，我建议其将原根据此情况，我建议其将原0 0度全向天线更换为我度全向天线更换为我公司下倾公司下倾7 7度的全向天线。后经移动公司更换后，村镇度的全向天线。后经移动公司更换后，村镇内信号均在内信号均在-75dBm-75dBm以上，通话效果非常好，频繁掉话以上，通话效果非常好，频繁掉话现象消失。现象消失。 地形及用户分布图：地形及用户分布图：原信号弱区案例：案例：沈阳移动东方大厦基站（越区覆盖）沈阳移动东方大厦基站（越区覆盖） 原基站站型原基站站型S666,S666,主设备采用爱立新主设备采用爱立新GSM900MHzGSM900MHz定向定向基站，天线采用凯斯林双极化、基站，天线采用凯斯林双极

20、化、6565度、度、15.5dBi15.5dBi，架设高，架设高度度6060米。米。 该基站地处沈阳火车站东侧的东方大厦楼顶，地处该基站地处沈阳火车站东侧的东方大厦楼顶，地处闹市区，移动用户量密集，基站天线下倾角度已调至最闹市区，移动用户量密集，基站天线下倾角度已调至最大值大值1616度，该基站希望覆盖范围度，该基站希望覆盖范围800800米左右，主要覆盖火米左右，主要覆盖火车站广场，但实际覆盖范围超过两公里，严重抢占邻近车站广场，但实际覆盖范围超过两公里，严重抢占邻近基站覆盖区内的用户群，造成该基站负担沉重，而周围基站覆盖区内的用户群，造成该基站负担沉重，而周围基站话务量很低。由于大机械角度下倾，使得覆盖区产基站话务量很低。由于大机械角度下倾，使得覆盖区产生波形畸变，本基站各扇区交界处信号均较强，切