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(普通問題)
提問者:
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問題答案
( 4 )
在移動通信網(wǎng)工程設(shè)計中，應(yīng)該根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求、話務(wù)量分布、抗干擾要求和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量等實際情況來合理的選擇基站天線。由于天線類型的選擇與地形、地物，以及話務(wù)量分布緊密相關(guān)，可以將天線使用環(huán)境大致分為五種類型：城區(qū)、密集城區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村地區(qū)、交通干線等。
1、城區(qū)基站天線
城區(qū)基站密度較高，單站預(yù)期覆蓋范圍較小，選擇基站天線時應(yīng)考慮以下幾方面。
（1）為減少干擾，應(yīng)選用水平半功率角接近于60度的天線。這樣的天線所構(gòu)成的輻射方向圖接近于理想的三葉草型蜂窩結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)網(wǎng)適配性較好，有助于控制越區(qū)切換。如下圖所示。
（2）城區(qū)基站一般不要求大范圍覆蓋，而更注重覆蓋的深度。由于中等增益天線的有效垂直波束相比于高增益天線較寬，覆蓋半徑內(nèi)有效的深度覆蓋范圍較大，可以改善室內(nèi)覆蓋效果，所以選用中等增益天線較好。
（3）由于城區(qū)基站天線安裝空間往往有限，所以選用雙極化天線比較切合實際。
綜上所述，城區(qū)基站宜選用水平半功率角為60度左右的中等增益的雙極化天線。例如水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線。
2、密集城區(qū)基站天線
密集城區(qū)基站天線的選擇與一般城區(qū)基站類似。但由于密集城區(qū)基站站距往往只有400米到600米，在使用水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線，且天線有效掛高35米的情況下，天線下傾角可能設(shè)置在14.0度到11.5度之間。此時如果單純采用機(jī)械下傾的方式，傾角過大將引起水平波束變寬，干擾增大，同時上副瓣也會引入較大干擾；而采用電子式傾角天線，則可以較好的解決波形畸變的問題，產(chǎn)生的干擾相對較小。所以密集城區(qū)基站選用電子式傾角的水平半功率角為60度左右的中等增益雙極化天線較為合適。
3、農(nóng)村地區(qū)基站天線
在農(nóng)村地區(qū)，鑒于話務(wù)量較小，預(yù)期覆蓋面積較大的特點，選擇基站天線時應(yīng)考慮以下幾方面。
（1）對于CDMA網(wǎng)絡(luò)而言，為提高定向基站兩扇區(qū)天線服務(wù)交疊區(qū)間的通信質(zhì)量（交疊區(qū)內(nèi)有宏觀分集的效果），增大交疊區(qū)面積，宜選用水平半功率角較大的天線。例如水平半功率角為90度的天線。
（2）對于GSM網(wǎng)絡(luò)而言，為提高覆蓋質(zhì)量，在平原地區(qū)使用水平半功率角較大的天線效果較好，但同時會產(chǎn)生切換區(qū)域增大的問題；而在山區(qū)和丘陵地帶使用水平半功率角較小的天線易于控制覆蓋方向和范圍，效果較好。
（3）為保證覆蓋半徑，應(yīng)選擇高增益天線。
（4）由于極化分集依賴于移動臺周圍反射體和散射體的分布，對于地物分布相對較稀疏的農(nóng)村地區(qū)，極化分集效果不如空間分集。因此在安裝條件具備的情況下，應(yīng)盡可能使用單極化天線。
（5）如果基站周圍各方向上都沒有明顯阻擋，話務(wù)需求較小，預(yù)期覆蓋范圍也較小，可以選用全向天線。
綜上所述，CDMA網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村地區(qū)定向基站宜選用水平半功率角較大的高增益單極化天線，例如水平半功率角為90度的17dBi單極化天線；GSM網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村地區(qū)定向基站宜選用水平半功率角適配的高增益單極化天線，例如水平半功率角為90度或65度的17dBi單極化天線。全向基站則可以選用11dBi的全向天線。
4、郊區(qū)基站天線
郊區(qū)的情況介于城區(qū)和農(nóng)村之間。對于站距較大的基站，可以參照農(nóng)村基站天線的選用原則；反之則參照城區(qū)基站天線的選用原則。
5、交通干線基站天線
如果覆蓋目標(biāo)僅為高速公路或鐵路等交通干線，可以考慮使用8字形天線。8字形天線有如下特點：（1）8字形天線的輻射方位圖與交通干線需覆蓋區(qū)域的形狀匹配較好；（2）8字形天線實際上是全向天線的變形，因此無需采用功分器；（3）使用一根天線代替兩扇區(qū)天線，成本較低。
如果覆蓋目標(biāo)為交通干線及其一側(cè)的村鎮(zhèn)，則可采用方向角為210度的天線。這種天線的輻射方位特性使得天線波瓣能夠同時顧及到交通干線和村鎮(zhèn)，它具有與8字形天線類似的特點。
二、基站天線設(shè)置
基站天線設(shè)置需要重點考慮下傾角、方向角、天線掛高、天線分集距離和隔離距離等參數(shù)。
1、下傾角設(shè)置
合理設(shè)置天線下傾角不但可以降低同頻干擾的影響，有效控制基站的覆蓋范圍和整網(wǎng)的軟切換比例（對CDMA網(wǎng)絡(luò)而言），而且可以加強(qiáng)本基站覆蓋區(qū)內(nèi)的信號強(qiáng)度。通常天線下傾角的設(shè)定有兩方面?zhèn)戎�，即�?cè)重于干擾抑制和側(cè)重于加強(qiáng)覆蓋。這兩方面?zhèn)戎胤謩e對應(yīng)不同的下傾角算法。一般而言，對基站分布密集的地區(qū)應(yīng)側(cè)重于考慮干擾抑制，而基站分布較稀疏的地區(qū)則側(cè)重于考慮加強(qiáng)覆蓋。
1.1 考慮干擾抑制時的下傾角
在基站天線半功率角范圍內(nèi)，天線增益下降緩慢，超過半功率角后，天線增益（尤其是上波瓣）衰減很快。因此從控制干擾的角度考慮，可認(rèn)為半功率角的延長線到地面的交點（B點）為該基站的實際覆蓋邊緣。在基站周圍環(huán)境理想情況下，下傾角可按以下公式計算。
α＝actan（H/R）+β/2 公式一
公式一含義如下圖所示。
下傾角計算示意圖1
圖中α為天線的下傾角，H為天線有效高度，β為天線的垂直半功率角。R為該小區(qū)最遠(yuǎn)的覆蓋距離，即覆蓋長徑R，如下圖所示。
定向基站天線覆蓋長徑示意圖
在理想情況下R＝2D/3。實際上天線的輻射方向圖不可能完全適配三葉草型蜂窩結(jié)構(gòu)。水平半功率角為60度左右的天線與之比較接近，而水平半功率角為90度的天線則相差較大。因此對于使用水平半功率角為90度天線的基站，取R=D/2。
1.2 考慮加強(qiáng)覆蓋時的下傾角
在基站分布較稀疏的地區(qū)，天線下傾角設(shè)定無需考慮垂直半功率角等因素的影響。為保證覆蓋區(qū)邊緣有足夠強(qiáng)的信號，可認(rèn)為天線主瓣方向延長線到地面的交點（B點）為該基站的實際覆蓋邊緣。在基站周圍環(huán)境理想情況下，下傾角可按以下公式計算。
α＝actan（H/R） 公式二
1、城區(qū)基站天線
城區(qū)基站密度較高，單站預(yù)期覆蓋范圍較小，選擇基站天線時應(yīng)考慮以下幾方面。
（1）為減少干擾，應(yīng)選用水平半功率角接近于60度的天線。這樣的天線所構(gòu)成的輻射方向圖接近于理想的三葉草型蜂窩結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)網(wǎng)適配性較好，有助于控制越區(qū)切換。如下圖所示。
（2）城區(qū)基站一般不要求大范圍覆蓋，而更注重覆蓋的深度。由于中等增益天線的有效垂直波束相比于高增益天線較寬，覆蓋半徑內(nèi)有效的深度覆蓋范圍較大，可以改善室內(nèi)覆蓋效果，所以選用中等增益天線較好。
（3）由于城區(qū)基站天線安裝空間往往有限，所以選用雙極化天線比較切合實際。
綜上所述，城區(qū)基站宜選用水平半功率角為60度左右的中等增益的雙極化天線。例如水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線。
2、密集城區(qū)基站天線
密集城區(qū)基站天線的選擇與一般城區(qū)基站類似。但由于密集城區(qū)基站站距往往只有400米到600米，在使用水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線，且天線有效掛高35米的情況下，天線下傾角可能設(shè)置在14.0度到11.5度之間。此時如果單純采用機(jī)械下傾的方式，傾角過大將引起水平波束變寬，干擾增大，同時上副瓣也會引入較大干擾；而采用電子式傾角天線，則可以較好的解決波形畸變的問題，產(chǎn)生的干擾相對較小。所以密集城區(qū)基站選用電子式傾角的水平半功率角為60度左右的中等增益雙極化天線較為合適。
3、農(nóng)村地區(qū)基站天線
在農(nóng)村地區(qū)，鑒于話務(wù)量較小，預(yù)期覆蓋面積較大的特點，選擇基站天線時應(yīng)考慮以下幾方面。
（1）對于CDMA網(wǎng)絡(luò)而言，為提高定向基站兩扇區(qū)天線服務(wù)交疊區(qū)間的通信質(zhì)量（交疊區(qū)內(nèi)有宏觀分集的效果），增大交疊區(qū)面積，宜選用水平半功率角較大的天線。例如水平半功率角為90度的天線。
（2）對于GSM網(wǎng)絡(luò)而言，為提高覆蓋質(zhì)量，在平原地區(qū)使用水平半功率角較大的天線效果較好，但同時會產(chǎn)生切換區(qū)域增大的問題；而在山區(qū)和丘陵地帶使用水平半功率角較小的天線易于控制覆蓋方向和范圍，效果較好。
（3）為保證覆蓋半徑，應(yīng)選擇高增益天線。
（4）由于極化分集依賴于移動臺周圍反射體和散射體的分布，對于地物分布相對較稀疏的農(nóng)村地區(qū)，極化分集效果不如空間分集。因此在安裝條件具備的情況下，應(yīng)盡可能使用單極化天線。
（5）如果基站周圍各方向上都沒有明顯阻擋，話務(wù)需求較小，預(yù)期覆蓋范圍也較小，可以選用全向天線。
綜上所述，CDMA網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村地區(qū)定向基站宜選用水平半功率角較大的高增益單極化天線，例如水平半功率角為90度的17dBi單極化天線；GSM網(wǎng)絡(luò)農(nóng)村地區(qū)定向基站宜選用水平半功率角適配的高增益單極化天線，例如水平半功率角為90度或65度的17dBi單極化天線。全向基站則可以選用11dBi的全向天線。
4、郊區(qū)基站天線
郊區(qū)的情況介于城區(qū)和農(nóng)村之間。對于站距較大的基站，可以參照農(nóng)村基站天線的選用原則；反之則參照城區(qū)基站天線的選用原則。
5、交通干線基站天線
如果覆蓋目標(biāo)僅為高速公路或鐵路等交通干線，可以考慮使用8字形天線。8字形天線有如下特點：（1）8字形天線的輻射方位圖與交通干線需覆蓋區(qū)域的形狀匹配較好；（2）8字形天線實際上是全向天線的變形，因此無需采用功分器；（3）使用一根天線代替兩扇區(qū)天線，成本較低。
如果覆蓋目標(biāo)為交通干線及其一側(cè)的村鎮(zhèn)，則可采用方向角為210度的天線。這種天線的輻射方位特性使得天線波瓣能夠同時顧及到交通干線和村鎮(zhèn)，它具有與8字形天線類似的特點。
二、基站天線設(shè)置
基站天線設(shè)置需要重點考慮下傾角、方向角、天線掛高、天線分集距離和隔離距離等參數(shù)。
1、下傾角設(shè)置
合理設(shè)置天線下傾角不但可以降低同頻干擾的影響，有效控制基站的覆蓋范圍和整網(wǎng)的軟切換比例（對CDMA網(wǎng)絡(luò)而言），而且可以加強(qiáng)本基站覆蓋區(qū)內(nèi)的信號強(qiáng)度。通常天線下傾角的設(shè)定有兩方面?zhèn)戎�，即�?cè)重于干擾抑制和側(cè)重于加強(qiáng)覆蓋。這兩方面?zhèn)戎胤謩e對應(yīng)不同的下傾角算法。一般而言，對基站分布密集的地區(qū)應(yīng)側(cè)重于考慮干擾抑制，而基站分布較稀疏的地區(qū)則側(cè)重于考慮加強(qiáng)覆蓋。
1.1 考慮干擾抑制時的下傾角
在基站天線半功率角范圍內(nèi)，天線增益下降緩慢，超過半功率角后，天線增益（尤其是上波瓣）衰減很快。因此從控制干擾的角度考慮，可認(rèn)為半功率角的延長線到地面的交點（B點）為該基站的實際覆蓋邊緣。在基站周圍環(huán)境理想情況下，下傾角可按以下公式計算。
α＝actan（H/R）+β/2 公式一
公式一含義如下圖所示。
下傾角計算示意圖1
圖中α為天線的下傾角，H為天線有效高度，β為天線的垂直半功率角。R為該小區(qū)最遠(yuǎn)的覆蓋距離，即覆蓋長徑R，如下圖所示。
定向基站天線覆蓋長徑示意圖
在理想情況下R＝2D/3。實際上天線的輻射方向圖不可能完全適配三葉草型蜂窩結(jié)構(gòu)。水平半功率角為60度左右的天線與之比較接近，而水平半功率角為90度的天線則相差較大。因此對于使用水平半功率角為90度天線的基站，取R=D/2。
1.2 考慮加強(qiáng)覆蓋時的下傾角
在基站分布較稀疏的地區(qū)，天線下傾角設(shè)定無需考慮垂直半功率角等因素的影響。為保證覆蓋區(qū)邊緣有足夠強(qiáng)的信號，可認(rèn)為天線主瓣方向延長線到地面的交點（B點）為該基站的實際覆蓋邊緣。在基站周圍環(huán)境理想情況下，下傾角可按以下公式計算。
α＝actan（H/R） 公式二
回答者：
wpt245
回答時間：2012-06-27 11:03
16
12
和發(fā)射功率是直接得加減關(guān)系，比方發(fā)射增加3dB，接收電平也加3dB；和天線的關(guān)系就復(fù)雜了，得考慮該天線的波束模型，比方說大部分都是水平65度垂直13度的天線，在此范圍內(nèi)可以認(rèn)為差別不大。
一般也就憑經(jīng)驗判斷吧
一般也就憑經(jīng)驗判斷吧
回答者：
行者孫
回答時間：2012-06-27 11:42
14
16
您的意思是一個天線輻射范圍內(nèi)所有方向的輻射功率是一樣的么？指示因為接收站點距離基站天線的遠(yuǎn)近導(dǎo)致不同的接收電平？是這樣的么？
天下無折 2012-06-27 14:35
他們之間沒什么關(guān)系的確定的公式，下傾角管覆蓋的面積，方向角是管覆蓋的方向；
回答者：
xhy1331
回答時間：2012-06-27 11:52
20
28
應(yīng)該可以得出來的吧？比如通過統(tǒng)計得出的類似衰落模型之類的經(jīng)驗公式？已知天線方向角，下傾角，再根據(jù)移動臺的位置可以得出其與天線主瓣方向夾角，天線發(fā)出波束形狀固定的，加上了方位角下傾角改變了它不同方向的天線增益，導(dǎo)致不同移動臺位置處接收到的電平信息不一樣，我想根據(jù)移動呢港臺電平信息來判斷天線是否出現(xiàn)問題，看具體是哪個參數(shù)問題，可以怎么做啊？THX
天下無折 2012-06-27 14:33
這個昨天我也看到了 準(zhǔn)確點說天線功率和這些角沒有關(guān)系 應(yīng)該說增益和垂直波半角、水平波半角有關(guān)系 功率是饋線與天線連接處信號強(qiáng)度的表達(dá)。
以前只知道權(quán)限天線沒有增益 定向天線才有 MSCBSC里好像有這個相關(guān)的帖子 我想不起來了 你可以找找先。
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回答者：
yookaka
回答時間：2012-06-30 09:25
20
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嗯，我看到過那個公式，應(yīng)該是10lg(32000/2theta*2peta)，32000是統(tǒng)計出來的經(jīng)驗數(shù)值，有點不清楚的是理論上基站天線各個方向輻射出的功率，增益應(yīng)該不一樣吧？移動臺接收到的信號電平是各個方向通過各種衰減后的疊加，如果只考慮直射和反射的話，那么應(yīng)該可以求出來對吧？但是考慮各個方向都有輻射的話那就相當(dāng)于有點積分的概念了，每個方向按照積分的觀點來說，輻射功率就是0，有點矛盾啊，求解釋~~~THX
天下無折 2012-06-30 09:31
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