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智 能 天 線 系 統(tǒng)
Metawave 公 司 的 現(xiàn) 場(chǎng) 經(jīng) 驗(yàn) 已 表 明 窄 波 束 天 線 與 全 向 或 三 扇 面 模
擬 天 線 系 統(tǒng) 相 比 在
音 頻 質(zhì) 量 和 C/I 方 面 有 顯 著 的 改 進(jìn)。
譬 如， 在 有 現(xiàn) 存 全 向 天 線 的 一 個(gè) 蜂 窩 站 址 試 驗(yàn)， 該 站 址 地 處 有
許 多 常 綠 高 樹
的 郊 區(qū)。 蜂 窩 天 線 裝 在 接 近 45 公 尺 的 塔 頂。 用 一 個(gè) 移 動(dòng) 站 發(fā) 射 一
載 波 信 號(hào) 同 時(shí) 有
三 個(gè) 干 擾 移 動(dòng) 站 在 同 一 頻 率 發(fā) 射， 以 這 種 情 況 進(jìn) 行 起 動(dòng) 試 驗(yàn)。 為
了 建 立 移 動(dòng) 環(huán) 境
中 行 為 的 精 確 模 型， 干 擾 信 號(hào) 和 載 波 在 發(fā) 射 時(shí) 都 在 運(yùn) 動(dòng)。 干 擾 車
輛 在 小 地 區(qū) 內(nèi) 以
指 定 路 線 駕 駛， 消 除 其 中 一 個(gè) 天 線 系 統(tǒng) 衰 落 的 可 能 性。 對(duì) 現(xiàn) 有 全
向 天 線 上 的 一 個(gè)
信 道 和 窄 波 束 天 線 上 的 一 個(gè) 信 道 同 時(shí) 作 了 音 頻 和 C/I 計(jì) 量。 窄 波
束 天 線 對(duì) AMPS 信
道 平 均 改 善 C/I 10 dB。
在 另 一 個(gè) 現(xiàn) 場(chǎng) 試 驗(yàn) 中， 在 兩 個(gè) 市 區(qū) 站 址 上 就 它 們 的 呼 叫 容 量 和
復(fù) 雜 的 干 擾 環(huán)
境 進(jìn) 行 了 三 扇 面 試 驗(yàn)。 其 中 一 個(gè) 蜂 窩 站 址 是 一 座 天 線 架 在 離 地 面
約 33 公 尺 的 鐵
塔。 測(cè) 試 用 于 全 向 系 統(tǒng) 測(cè) 試 相 同 的 配 置 進(jìn) 行， 但 在 所 有 時(shí) 間 在 每
一 120° 扇 面 內(nèi) 有
兩 個(gè) 干 擾 發(fā) 射 機(jī) 輻 射。 與 常 規(guī) 的 三 扇 面 天 線 相 比 較， 窄 波 束 天 線
提 供 的 C/I 改 善 了
7.6 dB。
除 了 分 析 現(xiàn) 場(chǎng) 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)， 還 完 成 了 大 量 窄 波 束 C/I 電 平 的 仿 真。
這 些 仿 真 采 用
N＝7 的 復(fù) 用 模 式， 表 明 窄 波 束 天 線 技 術(shù) 比 全 向 天 線 系 統(tǒng) 改 善 C/I 達(dá)
12.2 dB， 三 扇 面
系 統(tǒng) 為 6.5 dB。 此 項(xiàng) 仿 真 結(jié) 果 為 模 擬 系 統(tǒng) 的 現(xiàn) 場(chǎng) 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 所 證 實(shí)。
C/I 的 改 善 直 接 轉(zhuǎn) 換 成 容 量 的 改 善。 模 擬 系 統(tǒng) 需 要 18 dB C/I 保 持 可
接 受 的 呼 叫。
這 個(gè) C/I 電 平 僅 能 用 N＝7 三 扇 面 系 統(tǒng) 取 得， 但 用 智 能 天 線 系 統(tǒng) 時(shí)
可 在 N＝4 三 扇 面
系 統(tǒng) 中 獲 得 18 dB C/I 電 平。 這 是 100% 的 增 加 容 量。
現(xiàn) 今 Metawave 公 司 已 使 遍 及 全 球 的 60 多 個(gè) AMPS 和 CDMA 系 統(tǒng) 安 裝 此
系 統(tǒng)， 這
個(gè) 數(shù) 字 正 快 速 增 多， 因 為 蜂 窩 經(jīng) 營 商 認(rèn) 識(shí) 到 智 能 天 線 系 統(tǒng) 是 解 決
目 前 難 以 應(yīng) 付 的
網(wǎng) 絡(luò) 質(zhì) 量 和 容 量 問 題 的 完 美 方 案。
SpotLight GSM
像 成 功 的 AMPS 和 CDMA 產(chǎn) 品 那 樣， SpotLight GSM 用 4 個(gè) 30° 天 線 代 替
一 個(gè) 120° 扇 面
天 線。 系 統(tǒng) 依 靠 專 利 的 最 佳 波 束 選 擇 算 法 轉(zhuǎn) 換 發(fā) 射 和 接 收 波 束。
射 頻 能 量 在 每 一 時(shí) 隙 在 一 指 定 的 30° 波 束 內(nèi) 而 不 是 整 個(gè) 120° 扇 面
中 作 下 行
線 發(fā) 射。 所 以 同 信 道 干 擾 在 鄰 近 蜂 窩 中 大 大 減 少。 同 樣， 對(duì) 接 受 同
信 道 干 擾 的 開
放 波 束 也 有 效 地 從 120° 減 到 30°。
如 同 使 用 AMPS 和 CDMA 系 統(tǒng) 的 情 況， 改 善 C/I 是 提 高 GSM 網(wǎng) 絡(luò) 容 量 和 質(zhì)
量 的 關(guān)
鍵。 對(duì) 比 模 擬 網(wǎng)， 如 GSM 一 類 的 數(shù) 字 蜂 窩 技 術(shù) 具 有 明 顯 的 網(wǎng) 絡(luò) 容 量
改 善， 因 為 頻
率 復(fù) 用 增 加 了 (或 者 蜂 窩 間 隔 縮 小 了)， 可 以 比 模 擬 系 統(tǒng) 更 低 的 C/I
提 供 等 效 質(zhì) 量 的
業(yè) 務(wù)。 SpotLight GSM 通 過 網(wǎng) 內(nèi) 大 大 提 高 的 C/I 而 提 供 額 外 的 容 量。
相 對(duì) 于 單 一 120° 扇 面 天 線， 30° 天 線 有 效 地 降 低 了 4 倍 的 同 信
道 干 擾， 理 論
上 相 當(dāng) 于 6 dB 的 C/I 改 善。 GSM 網(wǎng) 中 最 低 C/I 目 標(biāo) 約 為 9.5 dB。 一 旦
SpotLight GSM 在 一
個(gè) 組 群 內(nèi) 應(yīng) 用， 那 么 每 一 基 站 內(nèi) 的 頻 率 復(fù) 用 可 增 加， 同 時(shí) 仍 達(dá) 到
網(wǎng) 絡(luò) C/I 標(biāo) 準(zhǔn)。 例
如， 將 N＝4 的 復(fù) 用 模 式 改 為 N＝3 就 能 用 相 同 數(shù) 量 的 基 站 增 加 25% 的
容 量。
在 GSM 系 統(tǒng) 中 通 過 交 織 相 應(yīng) 于 話 音、 數(shù) 據(jù) 和 信 令 的 數(shù) 字 數(shù) 據(jù)， 最
多 八 個(gè) GSM
移 動(dòng) 站 可 共 用 每 一 載 波 頻 率。 每 個(gè) 站 分 配 4.6 ms 時(shí) 長 的 連 續(xù) 重 復(fù)
幀 內(nèi) 的 一 個(gè) 時(shí) 隙。
在 標(biāo) 準(zhǔn) GSM 網(wǎng) 中， 與 每 個(gè) 頻 率 相 應(yīng) 的 射 頻 能 量 在 整 個(gè) 120° 扇 面 發(fā)
射。 SpotLight GSM
通 過 30° 天 線 中 的 一 個(gè) 天 線， 僅 僅 與 每 一 時(shí) 隙 中 工 作 的 移 動(dòng) 站， 通
信 從 而 限 制 了
射 頻 能 量。 因 此， 正 如 射 頻 能 量 受 到 時(shí) 間 和 空 間 的 控 制。 這 是 減 少
產(chǎn) 生 干 擾 和 接 收 干 擾 的 根 本。
SpotLight GSM 采 用 高 速 數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 器， 不 斷 選 出 最 佳 波 束 用 于
與 移 動(dòng) 站 的
通 信。 系 統(tǒng) 具 有 如 下 功 能： 在 每 一 GSM 時(shí) 隙 (僅 557ms 的 時(shí) 限) 內(nèi) 從 四
個(gè) 窄 波 束 天 線
中 選 出 一 個(gè) 供 發(fā) 射， 或 選 出 兩 個(gè) 最 佳 波 束 供 接 收。 這 保 證 了 以 極
大 降 低 的 干 擾 進(jìn)
行 持 續(xù) 通 信。 另 外 發(fā) 射 和 接 收 波 束 是 分 開 選 出 和 轉(zhuǎn) 換 的，保 證 所 選
波 束 向 用 戶 提
供 最 佳 質(zhì) 量。
SpotLight GSM 按 設(shè) 計(jì) 目 的 與 現(xiàn) 有 基 站 上 標(biāo) 準(zhǔn) 的 接 收 機(jī) 和 發(fā) 射 機(jī) 端
口 接 口。 安
裝 工 作 是 用 含 有 四 個(gè) 單 獨(dú) 控 制 30° 天 線 的 平 板 代 替 現(xiàn) 有 的 120° 天
線。 然 后，
SpotLight GSM 與 基 站 一 起 設(shè) 置， 連 接 在 天 線 和 基 站 之 間。 遠(yuǎn) 端 監(jiān) 控、
告 警 和 管 理 有
利 于 方 便 使 用， 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) 支 持 被 安 裝 系 統(tǒng) 的 現(xiàn) 場(chǎng) 升 級(jí)， 擴(kuò) 展 到
兩 個(gè) 或 三 個(gè) 扇
面。
SpotLight GSM 執(zhí) 行 波 束 轉(zhuǎn) 換， 毋 需 與 基 站 的 額 外 通 信， 所 以
SpotLight GSM 系 統(tǒng)
的 安 裝 不 增 加 基 站 通 信 負(fù) 荷。 事 實(shí) 上， 由 于 無 效 試 呼 以 及 干 擾 或
不 良 覆 蓋 引 起 的
重 撥 減 少，基 站 處 理 器 的 負(fù) 荷 也 降 低 了。
1999 年 1 月 我 們 與 上 海 郵 電 管 理 局 (上 海 最 大 的 GSM 網(wǎng) 絡(luò) 經(jīng) 營 商)
和 新 球 公 司 簽
署 了 技 術(shù) 合 作 協(xié) 議。 協(xié) 議 規(guī) 定 了 GSM 網(wǎng) 的 Metawave 公 司 智 能 天 線 系
統(tǒng) 的 開 發(fā) 和 測(cè)
試， 以 及 規(guī) 定 在 上 海 電 信 GSM 網(wǎng) 中 智 能 天 線 系 統(tǒng) 的 實(shí) 驗(yàn)。 新 球 公 司
將 提 供 工 程 支
撐 和 一 個(gè) 協(xié) 助 開 發(fā) 工 作 的 GSM 基 站。
上 海 為 智 能 天 線 系 統(tǒng) 提 供 了 極 好 的 試 驗(yàn) 場(chǎng) 所， 因 為 它 是 人 口 密
集 的 市 區(qū)， 而
上 海 電 信 網(wǎng) 擁 有 超 過 100 萬 的 蜂 窩 用 戶， 并 有 大 幅 度 的 增 長 需 求。
這 個(gè) 網(wǎng) 為 展 示
GSM 智 能 天 線 在 困 難 的 射 頻 環(huán) 境 中 降 低 干 擾 的 功 能 提 供 了 絕 好 的
機(jī) 會(huì)。
鮑 伯·韋 勃， GSM 產(chǎn) 品 發(fā) 展 與 項(xiàng) 目 管 理， Metawave 通 信 公 司， 美
國， 華 盛 頓 州
