在蜂窩移動系統(tǒng)中,降低同信道干擾始終是一個復(fù)雜的問題。
賦形波束技術(shù)提高了空間頻譜重用。
有兩種類型的賦形波束。
一種是賦形水平面的輻射方 向圖,即扇形波束;
另外一種是賦形垂直面的輻射方向圖。
在蜂窩系統(tǒng)中, 通過使用扇形波束來代替全向波束時,蜂窩間干擾距離增加,從而使基地站 天線對使用相同頻率的另一蜂窩輻射盡可能低的電平,而基地站天線對其業(yè) 務(wù)區(qū)輻射達(dá)到盡可能高的電平。
當(dāng)固定在一定高度的天線照射在一有限的水平面區(qū)域內(nèi),天線的垂直方向圖表明由于有旁瓣零點(diǎn)的存在,在需要覆蓋的區(qū)域就有可能產(chǎn)生盲區(qū)問題。
通過使用垂直平面的余割平方賦形波束功率方向圖,可以消除主瓣下方的零點(diǎn), 從而使所需覆蓋區(qū)域有相等的接收信號電平。該技術(shù)也稱為零點(diǎn)填充技術(shù)。
全球蜂窩系統(tǒng)基本上都使用的一項波束處理技術(shù),即波束傾斜技術(shù)。
該技術(shù)的主要目的是傾斜主波束以壓縮朝復(fù)用頻率的蜂窩方向的輻射電平而增加載干比的值。
在這種情況下,雖然在區(qū)域邊緣載波電平降低了,但是干擾電平 比載波電平降低得更多,所以總的載干比是增加了。
從嚴(yán)格意義上來說,波 束傾斜并不是真正的賦形波束技術(shù),但是用途卻是相同的。
目前,使波束下 傾的方法有兩種。
一種是電調(diào)下傾,通過改變天線陣的激勵系數(shù)來調(diào)整波束 的傾斜情況。還有一種就是機(jī)械調(diào)整,改變天線的下傾角。
對應(yīng)不同的波束下傾方法,天線分為電調(diào)天線和機(jī)械天線。
電調(diào)天線采用機(jī) 械加電子方法下傾15° 后,天線方向圖形狀改變不大,主瓣方向覆蓋距離明 顯縮短,整個天線方向圖都在本基站扇區(qū)內(nèi),增加下傾角度,可以使扇區(qū)覆 蓋面積縮小,但不會產(chǎn)生干擾,這樣的方向圖是我們需要的。
電調(diào)天線有兩 種
一種是預(yù)設(shè)固定電氣下傾角天線;
另外一種是可以在現(xiàn)場根據(jù)需要進(jìn)行電氣下傾角調(diào)整的天線,下面描述的是后一種電調(diào)天線。
而機(jī)械天線下傾 15° 后,天線方向圖形狀改變很大,從沒有下傾時的鴨梨形變?yōu)榧忓N形,雖 然主瓣方向覆蓋距離明顯縮短,但是整個天線方向圖不是都在本基站扇區(qū)內(nèi), 在相鄰基站扇區(qū)內(nèi)也會收到該基站的信號,造成干擾。
造成這種情況的原因 是:電調(diào)天線與地面垂直安裝(可以選擇0° ~5° 機(jī)械下傾),天線安裝好 以后,在調(diào)整天線下傾角度過程中,天線本身不動,是通過電信號調(diào)整天線 振子的相位,改變水平分量和垂直分量的幅值大小,改變合成分量場強(qiáng)強(qiáng)度, 使天線的覆蓋距離改變,天線每個方向的場強(qiáng)強(qiáng)度同時增大或減小,從而保 證在改變傾角后,天線方向圖形狀變化不大。
而機(jī)械天線與地面垂直安裝好 以后,在調(diào)整天線下傾角度時,天線本身要動,需要通過調(diào)整天線背面支架 的位置,改變天線的傾角,雖然天線主瓣方向的覆蓋距離明顯變化,但天線 垂直分量和水平分量的幅值不變,所以天線方向圖嚴(yán)重變形。
因此電調(diào)天線 的優(yōu)點(diǎn)是:在下傾角度很大時,天線主瓣方向覆蓋距離明顯縮短,天線方向 圖形狀變化不大,能夠降低呼損,減小干擾。
另外在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、管理和 維護(hù)時,若需要調(diào)整天線下傾角度,使用電調(diào)天線時整個系統(tǒng)不需要關(guān)機(jī), 這樣就可利用移動通信專用測試設(shè)備,監(jiān)測天線傾角調(diào)整,保證天線下傾角 度為最佳值。
電調(diào)天線調(diào)整傾角的步進(jìn)度數(shù)為0.1° ,而機(jī)械天線調(diào)整傾角的步進(jìn)度數(shù)為1° ,因此電調(diào)天線的精度高,效果好。
電調(diào)天線安裝好后,在調(diào)整天線傾角時,維護(hù)人員不必爬到天線安放處,可以在地面調(diào)整天線下傾角度,還可以對高山上、邊遠(yuǎn)地區(qū)的基站天線實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)整。
而調(diào)整機(jī) 械天線下傾角度時,整個系統(tǒng)要關(guān)機(jī),不能在調(diào)整天線傾角的同時進(jìn)行監(jiān)測, 機(jī)械天線的下傾角度是通過計算機(jī)模擬分析軟件計算的理論值,同實(shí)際最佳 下傾角度有一定的偏差。
另外機(jī)械天線調(diào)整天線下傾角度非常麻煩,一般需 要維護(hù)人員在夜間爬到天線安放處調(diào)整,而且有些天線安裝后,再進(jìn)行調(diào)整 非常困難,如山頂、特殊樓房處。
一般電調(diào)天線的三階互調(diào)指標(biāo)為- 150 dBc,機(jī)械天線的三階互調(diào)指標(biāo)為-120 dBc,相差30 dBc,而三階互調(diào)指標(biāo)對消除鄰頻干擾和雜散干擾非常重要,特別在基站站距小、載頻多的高 話務(wù)密度區(qū),需要三階互調(diào)指標(biāo)達(dá)到-150 dBc左右,否則就會產(chǎn)生較大的干擾。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:賦形波束技術(shù)
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