td-scdma室外智能天线横置覆盖高层建筑

1、附件 1：成果上报申请书成果名称TD-SCDMA室外智能天线横置覆盖高层建筑成果申报单位成果承担部门计划部 TD项目组/ 分公司项目负责人姓项目负责人联系电话名和 Email成果专业类别 *无线网成果研究类别其他省内评审结果优秀关键词索引（ 35 个）智能天线，波瓣角，横置，半功率角，主瓣覆盖范围文章摘要：TD SCDMA试验网规划和建设过程中，很多建筑是无法通过室内分布系统进行覆盖的，例如居民小区以及业主协调存在困难的宾馆和写字楼，如何更好地对这些建筑进行有效的覆盖是天津公司TD 试验网网络规划和优化所面临的问题和挑战，天津公司TD项目组针对该问题进行了深入的研究，充分地利用TDSCDMA智

2、能天线的技术特点，创新地提出以室外智能天线的横向放置覆盖高层建筑的创新课题，更好地解决了无法建设室内分布系统的高层建筑物的覆盖问题，同时采用智能天线横置对建筑物进行覆盖与新建室内分布系统相比，会减少很大一部分工程投资和设备投资。因此这个创新项目在TD-SCDMA网络建设的成本节约方面具有明显的优势。智能天线横置的创新方式，在本次天津TD 试验网中的创新应用，为利用宏基站解决特殊应用场景的覆盖问题提供了一个新的规划和优化思路。省内试运行效果：一般来说，室外智能天线天线垂直方向波瓣半功率角为10° 12°左右，其主覆盖范围为天线挂高的下方范围（主瓣覆盖范围），天线挂高上方较高的

3、范围是难以覆盖的，（智能天线传统放置，一般来说只能覆盖7-8 层楼，适合覆盖楼层较少的建筑物，），对于高层建筑来说，即使有信号也是弱信号和漂移信号，信号稳定性和信号强度难以保证。为了达到可以覆盖整栋高层建筑的目的，天津公司TD项目组考虑并研究使用室外智能天线的横向放置来解决这个问题，利用智能天线水平方向波瓣半功率角远大于垂1直方向波瓣半功率角的技术特点，横置后用水平方向代替垂直方向，从而增加宏基站对建筑物覆盖的楼层（横置后可覆盖 25 26 层），达到覆盖整个高层建筑的目的。基于智能天线技术特点的理论分析，针对智能天线横置的实际测试效果，在该创新课题的试验和应用中得到反复验证，测试数据表明：实

4、测结果与理论分析相符，采用智能天线横置能够更好地对高层建筑进行有效的覆盖，弥补了采用室外宏站对高层建筑进行室内覆盖时覆盖的楼层跨度有限的不足。目前天津的 TD试验网已经应用该创新成果，采用室外智能天线横置覆盖一些写字楼、居民区，实际效果表明该成果可以有效地覆盖高层建筑，弥补了采用室外宏站对高层建筑进行室内覆盖时覆盖的楼层跨度有限的不足。文章主体一般情况下室外站点天线下倾角度为（ 0 度至 10 度），其主覆盖范围为天线挂高的下方范围（主瓣覆盖范围），天线挂高上方较高的范围是难以覆盖的，即使有信号也是弱信号和漂移信号，信号稳定性和信号强度难以保证。这样高层建筑的中高层位置无线信号难以覆盖。为了达

5、到可以覆盖整栋高层建筑的目的，天津 TD组考虑使用室外站点智能天线的横向放置来解决这个问题，即可以覆盖低的区域又可以覆盖高的区域。一、智能天线正常放置和横向放置的覆盖高层的范围1、天线正常放置覆盖高层的范围天线正常放置覆盖高层的范围可以由公式H=D*tag(a/2)计算出来，可以看出，当天线挂高h 与覆盖楼层的距离 D 一定时，覆盖高度 2H 受天线水平波瓣角 a 决定，垂直 3dB 波瓣越大，覆盖高度 2H 越大即覆盖高层的范围越高。见下图：2一般来说，天线的垂直波瓣角较小， 30 度左右，要覆盖较高的楼层，要求天线到楼层的距离足够远，但覆盖距离越远，信号强度就越弱，楼层深度覆盖不满足，这给

6、垂直覆盖造成一定的困难。2、天线横向放置覆盖高层的范围天线横向放置后天线的垂直波瓣角b（即正常放置的水平波瓣角a）有 65 度、 90 度、 120 度可调以选择，根据天线挂高 h 与覆盖楼层的距离 D，可以选择适当的垂直波瓣角 b，可满足覆盖高层建筑的要求。可见下图：二、站点选择标准3此次测试选择站点的标准为: 高层建筑高度要求为20 层左右，室外站点的天线挂高要求为高层建筑的1/3 至 1/2 高度。经过筛选后的室外站点和高层建筑见下表：室外天距离（站小区线高层建站点经度纬度扰码与测试层高号挂筑名称站名点）高南营3032117.1750439.116746320嘉利中30米30门心河西峰汇

7、广公路 2762117.20239.0972132350米23场局1、智能天线横放置的照片1） 南营门基站（第二小区）天线横向放置如图：2） 河西公路局基站（第二小区）天线横向放置如图：2、高层楼宇照片1） 嘉利中心照片42） 峰汇广场照片三、无线参数调整为了使天线横放置后高层建筑达到好的无线覆盖效果，调整了以下参数；1、波束赋形宽度由65 度调整为120 度，调整这个参数的目的是使整个高层建筑处在无线覆盖区域内。2、小区发射功率由33.9dBm 调整到 36dBm，调整这个参数的目的是增加无线信号的穿透能力和绕射能力，加强高层室内的深度覆盖。5四、分析方法对所有的测试数据，我们采取了多种的对

8、比测试进行对比分析，这些方法在后面的报告中使用到，在这里我们将之大概描述一下：1）调整前后的对比：通过此项对比，我们可以准确地知道在调整前后的效果，通过我们的调整会产生何种效果，从而判断我们的调整是否起到一定的作用。2）综合对比：对于测试点的选择我们已经描述了相当的部分，但由此而产生的结果对比，我们也使用了一定的方法。在这里我们使用了横向和纵向的对比，下面对这两种方法进行描述：（1）纵向对比：是一个上下对比的过程，对于一个测试楼层上、中、下三个部位进行调整前后的效果对比，从而得出调整方法对覆盖目标上中下各个部位的影响（此对比类似于坐标柚的纵坐标变化，所以这里称之为纵向对比） 。（2）横向对比：

9、简言之，横向对比就是在坐标柚X 柚方向上的变化情况，是对处于同一直线上，但不同位置的覆盖目标在调整前的情况的对比，从而我们可以判断由于天线横向放置对覆盖目标平行于天线放置方向上的影响变化。五、智能天线正常放置与横向放置的测试结果对比1、河西公路局- 峰会广场测试结果对比1）调整前后覆盖对比A 座对于覆盖测试，主要是对RSCP 强度的测试，并按不同的楼层进行测试分析，通过对测试数据的分析，整体测试结果如下表：6从上表中可以看出，在天线调整后还是有了相当不错的改善，特别是中高楼层变化明显，而中低楼层侧变化不显著。下面是对各个楼层进行逐层的对比分析。B 座B 座是正好正对天线的地方，对于它的覆盖指标

10、也各测试层的RSCP 进行对比，整体测试结果如下表：7从表中我们可以看出在中高层的覆盖有了明显的加强，而中低层的变化则不太明显，下面我将逐层进行对比说明。2） 调整前后CS短呼对比A 座下面我们就各个测试楼层进行分别描述说明：1） 1F统计信息如下表所示：8在调整前后A1F 的起呼成功率变化没有变化。2） 7F从表中可以看出在调整前后起呼成功率变化不大。3） 11F9从表中可以看出调整前后起呼成功率有所改善，但变化不大。4） 15F从表中可以看好出调整前后起呼成功率有了明显的改善。5） 19F10从表中可以看出在调整前后变化不明显。6） 23F从表中可以看出调整前后变化不明显。总的来说在调整前

11、后A 座各层就起呼成功率一项目指标来说变化虽然有所改善，但不太明显。B 座111） 1F从表中可以看出在调整前后有一定的改善。但变化不明显。2） 7F从表中可以看出在调整前后起呼成功率有了明显的改善。3） 11F12从表中可以看出在调整前后有了明显的改善，调整前基本上无法起呼，而调整后则起呼成功率达到了90%以上。4） 15F从表中可以看出，调整前后起呼成功率有的明显的改善，调整前基本上无法起呼，而调整后则起呼成功率达到了95%左右。5） 19F13从表中可以看出调整前后起呼成功率有了明显的改善。6） 23F从表中可以看出调整前后起呼成功率变化不明显。整个来说，在天线调整前后各个测试楼层在B

12、座来说从上向下变化逐渐减小。在B 座中上层的变化最为明显。调整前后CS短呼综合对比14下面将对AB 座从下向上的起调整前后的起呼成功率进行对比，如下表：内容A 座B 座调整前调整后调整前调整后1F10010096.31007F94.4491.6791.4310011F92.8693.75093.3315F94.4491.67093.3319F93.7594.7491.6710023F69.2310010010010090807060504030201001F7F11F15F19F23FA座调整前A座调整后B座调整前B座调整后从表中的对比可以看出在A 座，起呼成功率变化不是很明显，但也有一定的改

13、善，特别是在高层变化比较明显，而相对于B 座来说，从上到上变化很是明显，起呼成功率有很大的变化。3）调整前后数据业务综合对比（A 座、 B 座）（ 1） PS64K业务数据业务 PS64K 业务调整影响综合对比： A 座调整前：120100806040200(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F7F11F15F19F23FA 座调整后15120100806040200(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600,

14、 -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F7F11F15F19F23FB 座调整前120100806040200(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F7F11F15F19F23FB 座调整后120100806040200(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F

15、7F11F15F19F23F经过对比，我们可以发现PS64K业务速率在A 座的变化相对较大，而B 座的影响相对较小，同时在楼层中上部速率变化较为明显，而在下层速率变化不大。（ 2） PS384业务16调整前 A座120100806040200(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F7F11F15F19F23F调整后 A座1009080706050403020100(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -I

16、NF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F7F11F15F19F23F调整前 B座1009080706050403020100(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8600)1F7F11F15F19F23F调整后 B座17120100806040200(+INF,384000,128000,64000,32000,16000,8600, -INF)384000.00)128000)64000)32000)16000)8

17、600)1F7F11F15F19F23F经过对比，我们可以发现在A 座的变化相对较大，而B 座的影响相对较小，同时在楼层中上部速率变化较为明显，而在下层速率变化不大。2、南营门 - 嘉利中心测试结果对比1）调整前后覆盖对比在对整个测试楼层测试过程的分析过程中，从下到上的纵向分析中我们可以看出，基本上从下向上RSCP的变化逐渐明显，下面列出各个楼层调整前后的RSCP 均值进行对比：RSCP值强度均值调整前调整后1F8F12F16F18F22F26F30F-69.93-68.43-84.52-77-89.82-79.46-88.55-74.33-94.92-84.77-94.09-73.72-94

18、.09-73.72-96.06-86.31曲线表如下：01F8F12F16F18F22F26F30F-20-40-60-80-100-120调整前调整后182) 调整前后 CS短呼对比整体测试楼层的起呼成功率的变化如下图：起呼成功率变化（%）调整前调整后1F1001008F10010012F10010016F5010018F8010022F010026F6094.1230F10094.741201008060402001F8F12F16F18F22F26F30F调整前调整后从图中可看出在调整前后起呼成功率的变化并不明显。3）调整前后数据业务对比（ 1） PS64K业务总的来说经过调整后数据业务

19、速率有了一定的改善，但并不是十分显著，下面我们附上从下向上的平均速率变化统计表：下行平均速率表 (bps)调整前调整后1F6371867123.378F61670.6867106.2312F6024967029.716F60059.1267137.218F59880.656596822F61976.7367169.8526F61775.0967052.3130F62758.566657.8719680006600064000620006000058000560001F8F12F16F18F22F26F30F （ 2） PS384业务总的来说，整个PS384 业务在天线调整后都有一定的改善，但以

20、中上层变化最为显著，下面列出调整前后平均速率的变化图，如下：下行平均速率（bps)调整前调整后1F290665.693958608F277349.03342451.212F277349.03342451.216F278225.57369499.218F247033.16379375.8722F307240.5396886.9326F333840400893.0330F304861.013473044500004000003500003000002500002000001500001000005000001F8F12F16F18F22F26F30F调整前调整后20 精品资料推荐 3、测试结果总结

21、河西公路局站点峰汇广场测试对比效果如下：内容A 座B 座RSCP_Coverage PS64PS384RSCP_CoveragePS64PS3841F变化不明显变化不大变化不大变化不明显变化不大变化不大7F有所加强有明显的提高有明显的提高变化不明显变化不大无法对比11F有明显的加强有明显的提高有明显的提高有明显的加强变化不大有明显的提高15F有明显的加强有明显的提高有明显的提高有明显的加强有明显的提高有明显的提高19F有明显的加强无法对比变化不明显有明显的加强有明显的提高变化不大23F有明显的加强变化不明显变化不明显有明显的加强无法对比变化不大其中：各楼层覆盖对比中RSCP值调整前后大于-95

22、dBm 的比率如下表：内A 座B 座容调整前 RSCP>-95调整后 SCP>-95调整前 RSCP>-95调整后 RSCP>-951F100%100%99%100%7F49%44%92%99%11F30%52%72%94%15F22%76%48%93%19F26%73%100%97%23F74%89%37%92%南营门站点嘉利中心测试对比效果如下：内容RSCP_CoveragePS64PS3841F变化不大变化不大有明显的提高8F有明显的加强变化不大有明显的提高12F有明显的加强变化不大有明显的提高16F有明显的加强变化不大变化不大18F有明显的加强变化不大有明显的提

23、高22F有明显的加强有明显的提高有明显的提高26F有明显的加强变化不大有明显的提高30F有明显的加强有明显的提高变化不大其中：各楼层覆盖对比中RSCP值调整前后大于 -89dBm 的比率如下表：内容调整前 RSCP>-95调整后 SCP>-951F97%100%8F81%100%12F62%96%16F72%99%18F32%88%2122F39%99%26F39%99%30F32%78%六、天线横向放置与室内分布系统工程成本对比1、嘉利中心室内系统与室外天线成本对比1）嘉利中心室内分布系统成本程各费用名称需要安装的设备安装工程其他费用预 备 费总 价 值人民币（元）分布嘉利中心室

24、内分121808151090281269248310272布系统改造单位工程分布嘉利中心室内覆盖信源设备安装单位1180188708142404330145296工程总价值大约46 万多元人民币2）室外基站（南盈门站）改造成本由于只是将室外站的相应的一个扇区进行横向安装，基本上不需要增加任何的硬件设备。而工程改造费用与室内分布系统的工程成本费用有几个数量级的差距。因此室外基站的改造成本很低，几乎可以忽略不计。2、峰汇广场室内系统与室外天线成本对比1）峰汇广场室内系统成本整个嘉利中心的造价如下表所示：建筑工需要安装的设安装工其他费预 备总价程各费用名称值程备程用费人民币（元）分布峰汇广场室内分布系统改造208996210655297851381847992116667单位工程分布峰汇广场室内覆盖信源设备16328694701474