<meter id="pryje"><nav id="pryje"><delect id="pryje"></delect></nav></meter>
          <label id="pryje"></label>

          新聞中心

          EEPW首頁 > 設(shè)計應(yīng)用 > 智能天線技術(shù)在GSM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

          智能天線技術(shù)在GSM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

          作者: 時間:2007-01-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          一、智能天線應(yīng)用背景

            最初的智能天線技術(shù)主要用于雷達(dá)、聲納、軍事抗干擾通信,用來完成空間濾波和定位等。近年來,隨著移動通信的發(fā)展及對移動通信電波傳播、組網(wǎng)技術(shù)、天線理論等方面的研究逐漸深入,現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)發(fā)展迅速,數(shù)字信號處理芯片處理能力不斷提高,利用數(shù)字技術(shù)在基帶形成天線波束成為可能,天線系統(tǒng)的可靠性與靈活程度不斷提高。

          智能天線技術(shù)可用于具有復(fù)雜電波傳播的移動通信環(huán)境。智能天線的原理是將無線電的信號導(dǎo)向具體的方向,產(chǎn)生空間定向波束,使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向DirectionofArrinal),旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向,達(dá)到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。同時,智能天線技術(shù)利用各個移動用戶間信號空間特征的差異,通過陣列天線技術(shù)在同一信道上接收和發(fā)射多個移動用戶信號而不發(fā)生相互干擾,使無線電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下,使用智能天線可滿足服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的需要。實(shí)際上,它使通信資源不再局限于時間域、頻率域或碼域而拓展到了空間域,屬于空分多址()體制。第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)組織已經(jīng)認(rèn)識到智能天線在降低網(wǎng)絡(luò)干擾方面的重要作用,因此,在標(biāo)準(zhǔn)如cdma2000中,支持智能天線的條款已經(jīng)出現(xiàn),智能天線已成為的重要組成部分。

          目前除了極少數(shù)的國家有正式的商用網(wǎng),我國和大多數(shù)地區(qū)3G仍然處于試驗(yàn)網(wǎng)的階段,預(yù)計未來兩到三年內(nèi)網(wǎng)絡(luò)仍然是移動話務(wù)的主要承載網(wǎng)絡(luò)。在中國大中城市網(wǎng)的用戶數(shù)以每年約20%比例增加,在部分熱點(diǎn)地區(qū),每平方公里承載的話務(wù)量甚至達(dá)到了1500erl。網(wǎng)絡(luò)的容量在硬件配置充分的環(huán)境下完全受限于網(wǎng)絡(luò)的頻率資源,在有限的頻寬下,要增加網(wǎng)絡(luò)容量,只能減小頻率復(fù)用距離,而頻率復(fù)用距離越近,網(wǎng)絡(luò)的干擾越高。

          根據(jù)目前GSM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的經(jīng)驗(yàn),在保證使用合適的小區(qū)信號的前提下,要保持網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量在客戶可接受的話音質(zhì)量(清晰無雜音)范圍內(nèi),則必須按照載干比在18dB以上進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。無論是按照傳統(tǒng)的4/12頻率復(fù)用方式還是利用1*3頻率復(fù)用方式,在現(xiàn)有頻寬下均最多按照12dB的載干比進(jìn)行頻率規(guī)劃,剩余的載干比只能依靠動態(tài)功率控制、跳頻、不連續(xù)發(fā)射等功能的增益進(jìn)行補(bǔ)償。降低網(wǎng)絡(luò)的干擾水平、提高系統(tǒng)的載干比在GSM高速增長期,特別是在業(yè)務(wù)正式商用后顯得非常重要,因此不少GSM生產(chǎn)廠商和運(yùn)營商都在考慮將3G標(biāo)準(zhǔn)中的智能天線用于GSM網(wǎng)絡(luò)中,一些廠商如愛立信、麥得威等公司在話務(wù)高的局部區(qū)域開展了相應(yīng)的研究和試驗(yàn),并取得了較理想的效果。

            二、智能天線的原理

            具有高增益、窄波束相位陣列天線的智能切換天線正在替代傳統(tǒng)的扇區(qū)天線。一個多波束的天線面板包括了430?(或者22.5?)的波束,因而接收信號時能夠接收到比標(biāo)準(zhǔn)扇區(qū)天線更少的干擾信號,故而提高接收信號的質(zhì)量。根據(jù)理論計算,一個包括4個可切換的窄波束天線的平均值可比傳統(tǒng)的3-扇區(qū)天線系統(tǒng)增加6dB。

          智能天線系統(tǒng)以時隙為基礎(chǔ)連續(xù)地進(jìn)行波束選擇,以確保用戶在通話過程中的話音質(zhì)量。

          用于試驗(yàn)的智能天線有兩部分組成,即一根多波束陣列天線和一根雙極化天線,這兩部分可整體封裝在一個天線平板中也可以分開使用。多波束陣列天線是一個由6?8天線陣源的天線陣列形成的4個水平3dB波瓣寬度22.5?多波束陣列天線,一般稱其為窄波束天線,其主要功能是發(fā)射話務(wù)信道的信號()和接收上行信號;雙極化天線包含2個水平3dB波瓣寬度90?天線,一般稱其為寬波束天線,其功能是發(fā)射控制信道的信號(如:,等等)。

            三、智能天線在GSM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用實(shí)例

            1.引入智能天線的小區(qū)選擇

            由于智能天線引入時需對網(wǎng)絡(luò)做相應(yīng)的硬件改造,同時考慮到其價格,在目前的GSM網(wǎng)絡(luò)中比較適合的策略是在局部站點(diǎn)引入智能天線。引入智能天線的目的主要在于利用其特點(diǎn)降低網(wǎng)內(nèi)的頻率干擾,因此建議引入智能天線的無線基站選擇那些站點(diǎn)位置高、對其他小區(qū)干擾嚴(yán)重的站點(diǎn)。如深圳的試驗(yàn)站點(diǎn)選擇了市區(qū)的一個小區(qū),該站點(diǎn)比周圍站點(diǎn)的高度高出約10、與周圍站點(diǎn)平均站距為500,在該小區(qū)覆蓋區(qū)域存在較多的信號重疊覆蓋。

            2.道路測試中下行干擾的改善

            為了更明顯地對比引入智能天線前后對下行干擾的情況,在試驗(yàn)過程中,我們?nèi)藶榈貙⑴c試驗(yàn)小區(qū)方向正對的小區(qū)頻率改為與試驗(yàn)小區(qū)同頻。理論上,智能天線將下行信號強(qiáng)度集中在有話務(wù)的區(qū)域,因此會降低對其他小區(qū)的干擾,其中(a)為使用普通定向天線的小區(qū)覆蓋情況,(b)為使用智能天線的小區(qū)覆蓋情況。

           ?。?/span>1)下行信號強(qiáng)度的比較

            在實(shí)際應(yīng)用中通過對比智能天線引入前后的下行信號強(qiáng)度的變化,可評估其對下行干擾的改善,智能天線通過減少下行場強(qiáng)達(dá)到降低對其他小區(qū)干擾的目的。在試驗(yàn)中針對智能天線不同波束方向在忙時(1000-1200)進(jìn)行了持續(xù)的場強(qiáng)測試(超過15分鐘)。

          信號場強(qiáng)降低程度在1.4-8.1dbm間變化,信號強(qiáng)度變化不同的原因,一方面是天線的扇形覆蓋,另一方面是話務(wù)在不同波束方向的分布不同。

           ?。?/span>2)載干比的對比測量

            由于原網(wǎng)絡(luò)中頻率復(fù)用距離很遠(yuǎn),同頻干擾很小,為了加強(qiáng)對比效果我們將與試驗(yàn)小區(qū)方向正對的鄰小區(qū)改為同頻小區(qū)(這種情況在目前的扇區(qū)天線下是會引起嚴(yán)重質(zhì)差應(yīng)盡量避免的)。選中的鄰小區(qū)是最可能受到試驗(yàn)小區(qū)干擾的,特別是在該區(qū)域的一條主干道上,選中的小區(qū)為服務(wù)小區(qū),試驗(yàn)小區(qū)為第一鄰區(qū)。選擇主干道上的7個點(diǎn)為的測試點(diǎn),利用TEMSinvestgation測試頻點(diǎn)1值,對比更換智能天線前后的C/I值。

          更換天線前后,干擾信號強(qiáng)度變化曲線規(guī)律一致,說明更換前后的無線環(huán)境是類似的。對比更換前后的干擾小區(qū)信號強(qiáng)度,應(yīng)用智能天線后下行干擾最大可降低3.3dB,相當(dāng)于降低了53%的下行干擾。測試點(diǎn)1、2、3的下行干擾沒有改善,估計是由于測試點(diǎn)周圍有阻擋引起測試點(diǎn)收到較多的反射信號。

            3.統(tǒng)計指標(biāo)的對比

            在試驗(yàn)期間,我們對比掉話率、(話音質(zhì)量指示)、話務(wù)掉話比等各項(xiàng)指標(biāo)并進(jìn)行了總體觀察,發(fā)現(xiàn)應(yīng)用了智能天線后,試驗(yàn)小區(qū)及周圍鄰小區(qū)話務(wù)質(zhì)量有了一定的改善。

          1)話音信道掉話率指標(biāo)的前后對比如。

          使用智能天線后,小區(qū)集的掉話率指標(biāo)有一定提升,使用了智能天線后,平均掉話率從0.46%下降為0.41%。

          2指標(biāo)情況

          的等級比例在應(yīng)用智能天線前后的變化為例,整個小區(qū)集的SQIGOOD比例從85.71%上升到了87.94%,這表明在應(yīng)用智能天線后用戶可以享受到更好的語音質(zhì)量。

          3)話務(wù)掉話比是可以較全面地衡量網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量變化的一個指標(biāo),在應(yīng)用智能天線前后,話務(wù)掉話比也有明顯提升,從105.22分鐘提高到128.24分鐘,即兩個連續(xù)掉話的時間間隔擴(kuò)展了23分鐘。

            4.上行干擾的改善

            理論上,由于智能天線是多波束的天線,因而接收信號時能夠?qū)⒔邮盏亩鄰叫盘栠M(jìn)行最大比例合路計算得到比標(biāo)準(zhǔn)扇區(qū)天線更少的干擾信號,故而提高接收信號的質(zhì)量,達(dá)到改善上行干擾的目的。與下行干擾的改善不同的是,應(yīng)用智能天線后只改善應(yīng)用了智能天線的小區(qū),而下行干擾的改善是針對整個區(qū)域的小區(qū)。

          上行干擾的指標(biāo)由統(tǒng)計人員通過的上行質(zhì)量統(tǒng)計、手機(jī)發(fā)射功率變化、話務(wù)統(tǒng)計指標(biāo)三個方面進(jìn)行分析。

           ?。?/span>1統(tǒng)計的上行質(zhì)量統(tǒng)計

          在愛立信系統(tǒng)中,可通過收集上行信號的質(zhì)量得知,應(yīng)用智能天線后小區(qū)的上行質(zhì)量有所提高。

           ?。?/span>2統(tǒng)計的手機(jī)功率變化

          由于在系統(tǒng)中已應(yīng)用了上行的功率控制,因此手機(jī)的發(fā)射功率一直根據(jù)測量到的上行信號強(qiáng)度和上行質(zhì)量情況來調(diào)節(jié)的,手機(jī)的發(fā)射功率越小,說明上行的信號強(qiáng)度和信號質(zhì)量越好,在上行信號強(qiáng)度無明顯的情況下,手機(jī)的發(fā)射功率與上行信號質(zhì)量就有一定的對應(yīng)關(guān)系。愛立信的OSS統(tǒng)計中有針對手機(jī)發(fā)射功率的統(tǒng)計,應(yīng)用智能天線后手機(jī)滿功率(33dB)的比例從40%降低到18%,手機(jī)平均發(fā)射功率減少了2.7dB,相當(dāng)于在空中手機(jī)發(fā)射功率降低了46%,這對上行干擾的改善是很大的。

           ?。?/span>3)上行質(zhì)差引起掉話統(tǒng)計

          應(yīng)用智能天線前后上行質(zhì)差掉話統(tǒng)計指標(biāo)也有一定提高,上行質(zhì)差掉話比例從9.7%下將到了1.6%(上行質(zhì)差掉話比例是指上行質(zhì)差引起的掉話占所有掉話的比例)。應(yīng)用了智能天線后上行干擾有顯著改善。

            四、小結(jié)

            通過已開展的GSM網(wǎng)絡(luò)中的智能天線應(yīng)用可見,智能天線可以匹配原網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況,通過上下行的波束切換進(jìn)行干擾控制。在上行方面,智能天線為試驗(yàn)小區(qū)提供載干比增益,從而提高了試驗(yàn)小區(qū)運(yùn)營質(zhì)量;在下行方面,智能天線減少了對試驗(yàn)小區(qū)的相鄰小區(qū)的干擾,其實(shí)質(zhì)是分配了移動通信系統(tǒng)工作的空間區(qū)域,使空間資源之間的交疊最小,干擾最小,合理利用無線資源給網(wǎng)絡(luò)(包括試驗(yàn)小區(qū))帶來下行載干比增益,通過改善下行載干比增益提高頻率復(fù)用的距離,從而提高了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營質(zhì)量也提高了網(wǎng)絡(luò)的無線容量,為網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步擴(kuò)容奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。


          評論


          相關(guān)推薦

          技術(shù)專區(qū)

          關(guān)閉
          看屁屁www成人影院,亚洲人妻成人图片,亚洲精品成人午夜在线,日韩在线 欧美成人 (function(){ var bp = document.createElement('script'); var curProtocol = window.location.protocol.split(':')[0]; if (curProtocol === 'https') { bp.src = 'https://zz.bdstatic.com/linksubmit/push.js'; } else { bp.src = 'http://push.zhanzhang.baidu.com/push.js'; } var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(bp, s); })();