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(普通問題)
請問：移動(dòng)臺(tái)接收功率與天線發(fā)送功率，下傾角，方向角有什么數(shù)學(xué)關(guān)系？
RTRT！
提問者:
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問題答案
( 4 )
在移動(dòng)通信網(wǎng)工程設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)上副瓣也會(huì)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(diǎn)，選擇基站天線時(shí)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(shí)會(huì)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(dòng)臺(tái)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(diǎn)：（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(shí)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(shí)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(diǎn)。
二、基站天線設(shè)置
基站天線設(shè)置需要重點(diǎn)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(hào)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(shí)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(diǎn)（B點(diǎn)）為該基站的實(shí)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(jì)算。
α＝actan（H/R）+β/2 公式一
公式一含義如下圖所示。
下傾角計(jì)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(shí)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(shí)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(hào)，可認(rèn)為天線主瓣方向延長線到地面的交點(diǎn)（B點(diǎn)）為該基站的實(shí)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)上副瓣也會(huì)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(diǎn)，選擇基站天線時(shí)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(shí)會(huì)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(dòng)臺(tái)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(diǎn)：（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(shí)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(shí)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(diǎn)。
二、基站天線設(shè)置
基站天線設(shè)置需要重點(diǎn)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(hào)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(shí)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(diǎn)（B點(diǎn)）為該基站的實(shí)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(jì)算。
α＝actan（H/R）+β/2 公式一
公式一含義如下圖所示。
下傾角計(jì)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(shí)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(shí)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(hào)，可認(rèn)為天線主瓣方向延長線到地面的交點(diǎn)（B點(diǎn)）為該基站的實(shí)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(jì)算。
α＝actan（H/R） 公式二
回答者：
wpt245
回答時(shí)間：2012-06-27 11:03
16
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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(yàn)判斷吧
一般也就憑經(jīng)驗(yàn)判斷吧
回答者：
行者孫
回答時(shí)間：2012-06-27 11:42
16
17
您的意思是一個(gè)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?yàn)榻邮照军c(diǎn)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(shí)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(jì)得出的類似衰落模型之類的經(jīng)驗(yàn)公式？已知天線方向角，下傾角，再根據(jù)移動(dòng)臺(tái)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(dòng)臺(tái)位置處接收到的電平信息不一樣，我想根據(jù)移動(dòng)呢港臺(tái)電平信息來判斷天線是否出現(xiàn)問題，看具體是哪個(gè)參數(shù)問題，可以怎么做��？THX
天下無折 2012-06-27 14:33
這個(gè)昨天我也看到了 準(zhǔn)確點(diǎn)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(hào)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(gè)相關(guān)的帖子 我想不起來了 你可以找找先。
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(gè)相關(guān)的帖子 我想不起來了 你可以找找先。
回答者：
yookaka
回答時(shí)間：2012-06-30 09:25
20
22
嗯，我看到過那個(gè)公式，應(yīng)該是10lg(32000/2theta*2peta)，32000是統(tǒng)計(jì)出來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，有點(diǎn)不清楚的是理論上基站天線各個(gè)方向輻射出的功率，增益應(yīng)該不一樣吧？移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)電平是各個(gè)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(gè)方向都有輻射的話那就相當(dāng)于有點(diǎn)積分的概念了，每個(gè)方向按照積分的觀點(diǎn)來說，輻射功率就是0，有點(diǎn)矛盾啊，求解釋~~~THX
天下無折 2012-06-30 09:31
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