特型天線與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1特型天線特型天線(tinxin)與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化第一頁，共74頁。從結(jié)構(gòu)上，整個網(wǎng)絡(luò)分成三個子系統(tǒng)： 1、網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)：它是網(wǎng)絡(luò)的核心。它的主要功能是實現(xiàn)(shxin)網(wǎng)內(nèi)交換和已經(jīng)存在的有線系統(tǒng)和其他無線系統(tǒng)之間的交換及部分運營管理功能。 2、基站子系統(tǒng)：它由基站及基站控制器組成，它的主要功能是為大量的基站提供控制和管理，如無線信道分配，建立和拆除無線鏈路，實現(xiàn)(shxin)信道切換等。 3、無線覆蓋及手機子系統(tǒng)：它由基站的天饋線系統(tǒng)及手機組成，它的主要功能是實現(xiàn)(shxin)用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的無線信息交換。 第2頁/共74頁第二頁，共74頁。從無線接入網(wǎng)絡(luò)性能上也分為三

2、部分： 1、無線覆蓋(fgi)，它決定了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的范圍，承擔(dān)著用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的無線業(yè)務(wù)交換的重任，無線覆蓋(fgi)的好壞直接影響著用戶的使用效果，是吸引用戶的關(guān)鍵因素之一，這部分主要由基站的天饋系統(tǒng)來實現(xiàn)。 2、網(wǎng)絡(luò)的容量：它決定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶數(shù)量及所能承擔(dān)的業(yè)務(wù)量，主要由基站中的頻點的設(shè)置和規(guī)劃來決定的。 3、無線控制參數(shù)的正確設(shè)置與調(diào)整，它決定著網(wǎng)絡(luò)的正確運行及運行的質(zhì)量。第3頁/共74頁第三頁，共74頁。無線參數(shù)優(yōu)化頻點設(shè)置與規(guī)劃天饋參數(shù)優(yōu)化第4頁/共74頁第四頁，共74頁。第5頁/共74頁第五頁，共74頁。二、目前(mqin)網(wǎng)絡(luò)覆蓋中存在的問題 1、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期短，建設(shè)速度快，施

3、工隊伍經(jīng)驗不足，管理跟不上，留下許多工程(gngchng)隱患。 2、網(wǎng)絡(luò)最初規(guī)劃、設(shè)計不完全合理，無線傳播中存在許多無法完全確定的因素，這些因素影響著無線覆蓋。 3、網(wǎng)絡(luò)投入營運后： (1) 終端用戶的變化（地理分布） (2) 網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境的變化（城市建設(shè)發(fā)展） (3) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化（覆蓋范圍，系統(tǒng)容量） (4) 新業(yè)務(wù)的開拓 都需要網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，這個調(diào)整過程也可稱為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程。第6頁/共74頁第六頁，共74頁。三、無線覆蓋與網(wǎng)絡(luò)(wnglu)營運性能的關(guān)系 網(wǎng)絡(luò)營運的性能主要由呼損率、掉話率、切換(qi hun)成功率、干擾來考慮。 呼損率：首先影響呼損的是話務(wù)均衡、信道容量，但是話務(wù)

4、均衡與覆蓋其大小有關(guān)，呼損也與覆蓋區(qū)中信號的電平有關(guān)。 掉話率：與小區(qū)切換(qi hun)成功率有關(guān)，也與覆蓋區(qū)中信號是否均勻有關(guān)，另外與是否存在干擾有關(guān)。第7頁/共74頁第七頁，共74頁。 切換成功率：與切換系數(shù)數(shù)量正確與否有關(guān)，與小區(qū)定義(dngy)鄰區(qū)覆蓋電平是否合理有關(guān)。 干擾：干擾主要來自系統(tǒng)外及系統(tǒng)內(nèi)自干擾，這主要是由于覆蓋無線覆蓋設(shè)置不合適有關(guān)。 第8頁/共74頁第八頁，共74頁。 由此可看出，所有網(wǎng)絡(luò)營運的指標(biāo)均與無線覆蓋密切相關(guān)?？梢哉f，無線覆蓋是網(wǎng)絡(luò)營運的基礎(chǔ)，沒有好的無線覆蓋，就不會(b hu)有好的網(wǎng)絡(luò)營運性能。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中，只有作好了無線覆蓋的優(yōu)化，再做其他信道設(shè)置與

5、無線參數(shù)的優(yōu)化，才能達(dá)到真正的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化效果，才能達(dá)到事半功倍的目的。 第9頁/共74頁第九頁，共74頁。四、天線參數(shù)四、天線參數(shù)(cnsh)在無線組網(wǎng)中的作用在無線組網(wǎng)中的作用 天線是完成將傳輸線中的高頻(o pn)電磁能轉(zhuǎn)化成空間自由電磁波，或?qū)⒖臻g中的自由電磁波能量轉(zhuǎn)化成傳輸線中的高頻(o pn)電磁能的專門設(shè)備，因此沒有一個好的天線就不會有好的無線網(wǎng)絡(luò)，沒有天線的良好工作狀態(tài)也同樣不會有好的網(wǎng)絡(luò)性能。 天線有許多參數(shù)決定著無線網(wǎng)絡(luò)的性能，由于篇幅限制我們這里僅從與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化最密切的覆蓋問題作一簡要介紹。 第10頁/共74頁第十頁，共74頁。第11頁/共74頁第十一頁，共74頁。第12頁/共

6、74頁第十二頁，共74頁。第13頁/共74頁第十三頁，共74頁。第14頁/共74頁第十四頁，共74頁。第15頁/共74頁第十五頁，共74頁。 3、天線參數(shù)在無線覆蓋中的作用 天線是完成將傳輸線中的高頻電磁能轉(zhuǎn)化成空間(kngjin)自由電磁波，或?qū)⒖臻g(kngjin)中的自由電磁波能量轉(zhuǎn)化成傳輸線中的高頻電磁能的專門設(shè)備，因此沒有一個好的天線就不會有好的無線網(wǎng)絡(luò)，沒有天線的良好工作狀態(tài)也同樣不會有好的網(wǎng)絡(luò)性能。 天線有許多參數(shù)決定著無線網(wǎng)絡(luò)的性能，由于篇幅限制我們這里僅從與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化最密切的覆蓋問題作一簡要介紹。 第16頁/共74頁第十六頁，共74頁。第17頁/共74頁第十七頁，共74頁。第18

7、頁/共74頁第十八頁，共74頁。PR(dBm)=EIRP-69.55-26.16LgF(MHz)+13.82Lghb- (44.9-6.55Lghb)LgD(Km)+Ks 式中PR接收門限F頻率（MHg）hb基站天線掛高d覆蓋距離(jl)（公里）Ks不同地形修正因子。對鄉(xiāng)村環(huán)境Ks=9.94第19頁/共74頁第十九頁，共74頁。10log前向功率(gngl)后向功率(gngl)=25dB第20頁/共74頁第二十頁，共74頁。第21頁/共74頁第二十一頁，共74頁。第22頁/共74頁第二十二頁，共74頁。上副瓣零點下副瓣零點第23頁/共74頁第二十三頁，共74頁。第24頁/共74頁第二十四頁，共

8、74頁。電壓(diny)駐波比（VSWR）對網(wǎng)絡(luò)的影響：VSWR 反射功率比 輻射功率減少 減少百分比 3.0 25% 2.15dB 40% 2.0 11% 0.86dB 18% 1.8 8 % 0.67dB 14% 1.5 4% 0.36dB 8.0% 1.4 2.8% 0.21dB 4.7% 1.3 1.7% 0.13dB 2.9% 1.2 0.8% 0.07dB 1.1% 第25頁/共74頁第二十五頁，共74頁。第26頁/共74頁第二十六頁，共74頁。 a、應(yīng)根據(jù)天線的垂直方向圖提供的數(shù)據(jù)具體計算后進(jìn)行下傾，保證服務(wù)區(qū)的覆蓋范圍，但又不形成覆蓋盲區(qū)； b、天線下傾后，應(yīng)注意(zh y)上

9、副瓣及尾瓣可能造成的對其他小區(qū)的干擾； c、天線機械下傾角度過大，會引起水平方向區(qū)畸變，使覆蓋范圍不易控制。第27頁/共74頁第二十七頁，共74頁。天線下傾角的計算：根據(jù)基站高度、基站距離，可由下式計算天線傾角：= arctg h / r/2式中，天線傾角，h為天線高度，r為站間距離。實際天線下傾角還應(yīng)扣除垂直波束3dB寬度，在實際調(diào)整中，波束最大點對準(zhǔn)主要覆蓋(fgi)區(qū)，根據(jù)主波束寬度決定主要覆蓋(fgi)區(qū)的寬度及邊緣區(qū)的電平。第28頁/共74頁第二十八頁，共74頁。第29頁/共74頁第二十九頁，共74頁。 第30頁/共74頁第三十頁，共74頁。無下(w xi)傾電下傾機械(jxi)下傾

10、第31頁/共74頁第三十一頁，共74頁。電下傾情況(qngkung)下的波束覆蓋無下(w xi)傾電下傾第32頁/共74頁第三十二頁，共74頁。機械下傾情況(qngkung)下的波束覆蓋無下(w xi)傾機械(jxi)下傾第33頁/共74頁第三十三頁，共74頁。下傾方法(fngf)的比較10電下傾10機械(jxi)下傾6 電下傾+ 4 機械(jxi)下傾第34頁/共74頁第三十四頁，共74頁。第35頁/共74頁第三十五頁，共74頁。第36頁/共74頁第三十六頁，共74頁。天馬山興業(yè)銀行基站2天馬山觀光點第37頁/共74頁第三十七頁，共74頁。第38頁/共74頁第三十八頁，共74頁。3.99%4

11、3.75%52.26%050100150200250300350-75dBm-20dBm-80dBm-75dBm-85dBm-80dBm2.04%97.96%05001000150020002500-75dBmto-20dBm-80dBmto-75dBmRSSI 優(yōu)化前 優(yōu)化后2.16%0.21%2.21%88.27%3.25%1.20%2.66%05001000150020002500-1to33to44to55to7.57.5to1010to1212to10117.19%82.81%0100200300400500600-1to312to101FER 優(yōu)化前 優(yōu)化后第39頁/共74頁第三十

12、九頁，共74頁。9.55%5.03%10.24%40.97%29.86%4.34%050100150200250-8to-6-10to-8-12to-10-14to-12-16to-14-30to-165.96%2.58%4.46%4.50%15.38%24.17%42.93%020040060080010001200-9to0-10.5to9-12to10.513to-12-14to13-15to14-32to15Ec/Io 優(yōu)化前 優(yōu)化后96.25%3.45%0.29%050010001500200025007to10-5to0-100to-528.47%52.26%8.85%1.56%3

13、.29%5.55%05010015020025030035010to12.57.5to105to7.50to5-5to0-100to-5TX Power 優(yōu)化前 優(yōu)化后第40頁/共74頁第四十頁，共74頁。3、吉林市移動(ydng)公司辦公樓第41頁/共74頁第四十一頁，共74頁。第42頁/共74頁第四十二頁，共74頁。話音信道掉話率0.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.50%話音信道掉話率0.46%0.29%0.32%0.43%0.13%0.16%0.27%0.07%8-118-138-148-159-19-29-39-4優(yōu)化調(diào)整(tiozhng)前、后話音信道掉話率對比 移

14、動公司基站一小區(qū)(xio q)2003年8月27日改換頻點后第43頁/共74頁第四十三頁，共74頁。第44頁/共74頁第四十四頁，共74頁。風(fēng)洞廠基站 2西陂基站收費站山體辦公樓PN432地質(zhì)八隊基站PN9612高速公路山體PN27621PN102東肖基站PN4383PN318第45頁/共74頁第四十五頁，共74頁。第46頁/共74頁第四十六頁，共74頁。原因分析： 地質(zhì)八隊基站1、3小區(qū)天線(tinxin)均為90、15dBi的天線(tinxin)。故使3小區(qū)在入口處覆蓋電平較低，加上干擾多形不成主導(dǎo)頻。同時由于1小區(qū)水平波束過寬造成的入口處干擾。其它小區(qū)天線(tinxin)俯仰角不合適，使

15、上副瓣形成跨區(qū)干擾。解決方案： 更換地質(zhì)八隊1、3小區(qū)天線(tinxin)為HTDBS086518天線(tinxin)，提高3小區(qū)在入口處的覆蓋信號電平，同時使1小區(qū)波束變窄，減小對入口處的跨區(qū)干擾。調(diào)整其它向鄰基站天線(tinxin)的俯仰角，降低干擾。結(jié)果比較：第47頁/共74頁第四十七頁，共74頁。優(yōu)化前后測試(csh)結(jié)果比較1.12%19.83%28.24%50.80%01002003004005006007008009001000-75dBm-20dBm-80dBm-75dBm-85dBm-80dBm-87dBm-85dBm0.19%12.09%87.71%050010001500

16、2000-75dBm-20dBm-80dBm-75dBm-85dBm-80dBmRSSI 優(yōu)化前 優(yōu)化后第48頁/共74頁第四十八頁，共74頁。17.19%82.81%0100200300400500600-1to312to101FER 優(yōu)化前 優(yōu)化后2.16%0.21%2.21%88.27%3.25%1.20%2.66%05001000150020002500-1to33to44to55to7.57.5to1010to1212to1019.55%5.03%10.24%40.97%29.86%4.34%050100150200250-8to-6-10to-8-12to-10-14to-12-1

17、6to-14-30to-16Ec/Io 優(yōu)化前 優(yōu)化后5.96%2.58%4.46%4.50%15.38%24.17%42.93%020040060080010001200-9to0-10.5to9-12to10.513to-12-14to13-15to14-32to15第49頁/共74頁第四十九頁，共74頁。28.47%52.26%8.85%1.56%3.29%5.55%05010015020025030035010to12.57.5to105to7.50to5-5to0-100to-5TX_Power 優(yōu)化前 優(yōu)化后96.25%3.45%0.29%050010001500200025007

18、to10-5to0-100to-5第50頁/共74頁第五十頁，共74頁。第51頁/共74頁第五十一頁，共74頁。第52頁/共74頁第五十二頁，共74頁。第53頁/共74頁第五十三頁，共74頁。第54頁/共74頁第五十四頁，共74頁。第55頁/共74頁第五十五頁，共74頁。第56頁/共74頁第五十六頁，共74頁。 基站采用MOTOROLA 20W微蜂窩基站，站型S222，天線型號(xngho)HTDBS093021,基站天線掛高32米，用戶分布間地形圖，基站A扇區(qū)對準(zhǔn)上山公路，下情5度，B扇區(qū)對準(zhǔn)天池景區(qū)，上翹3度，C扇區(qū)對準(zhǔn)公路另一段（出山公路），下傾0度。 地形分布圖： 第57頁/共74頁第

19、五十七頁，共74頁?；咎斐刂鞣逵脩羯诌M(jìn)山山門公路另一基站天池(tin ch)主峰 森林(snln) 用戶(yngh) 公路 基站 進(jìn)山山門 另一基站第58頁/共74頁第五十八頁，共74頁。 中國聯(lián)通南昌分公司，南昌至宜春高速公路，生米中國聯(lián)通南昌分公司，南昌至宜春高速公路，生米出口處的生米高速出口處的生米高速CDMACDMA基站覆蓋高速公路方向的第基站覆蓋高速公路方向的第一扇區(qū)和第二扇區(qū)原覆蓋距離較近，由于該區(qū)域話一扇區(qū)和第二扇區(qū)原覆蓋距離較近，由于該區(qū)域話務(wù)量少，主要為了確保高速公路上的用戶通信，為務(wù)量少，主要為了確保高速公路上的用戶通信，為節(jié)省投資，客戶希望能夠應(yīng)用特種天線加以解決。節(jié)

20、省投資，客戶希望能夠應(yīng)用特種天線加以解決。經(jīng)現(xiàn)場地形勘測，決定經(jīng)現(xiàn)場地形勘測，決定(judng)(judng)采用海天窄波束、采用海天窄波束、高增益天線加以解決。高增益天線加以解決。 更換天線前后效果對比如更換天線前后效果對比如下：下：第59頁/共74頁第五十九頁，共74頁。更換前有效覆蓋距離約5.5公里，最遠(yuǎn)處約7公里HTDB089017單極化天線更換前接收電平更換后接收電平更換后有效覆蓋距離約8公里，最遠(yuǎn)處約10公里HTDBS083021雙極化天線第60頁/共74頁第六十頁，共74頁。更換前后Ec/Io數(shù)據(jù)對比第61頁/共74頁第六十一頁，共74頁。第二扇區(qū)PN=312 Ec/Io更換前最

21、遠(yuǎn)到厚田收費站，約10公里以上。HTDB089017單極化天線更換后最遠(yuǎn)到厚田收費站，約10公里以上。更換后最遠(yuǎn)測試到厚田收費站，約10公里以上。HTDBS083021雙極化天線第62頁/共74頁第六十二頁，共74頁。第二扇區(qū)PN=312，更換前后Ec/Io數(shù)據(jù)對比第63頁/共74頁第六十三頁，共74頁。Mobile RX0.00%50.00%更換前2.25%18.80%21.48%18.25%39.17%更換后0.01%9.04%39.58%23.96%27.41%-100.0 to-90.0-90.0 to-80.0-80.0 to-70.0-70.0 to-60.0-60.0 to20.

22、0RX手機接受功率對比更換天線前更換天線前第64頁/共74頁第六十四頁，共74頁。Mobile TX0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%更換前54.55%39.94%4.51%0.68%0.16%0.12%0.04%更換后39.06%60.09%0.76%0.03%0.02%0.04%0.01%-100.0to -25.0-25.0 to0.00.0 to10.010.0 to15.015.0 to20.020.0 to25.025.0 to100.0更換天線前更換天線前TX手機發(fā)射功率對比第65頁/共74頁第六十五頁，共74頁。更換前后FER誤碼率對比Mobile F-

23、FER0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%更換前71.78%9.28%11.47%4.38%2.06%0.52%0.52%更換后83.38%3.79%5.54%4.08%2.62%0.58%0.00%0.0 to1.01.0 to2.02.0 to5.05.0 to10.010.0 to25.025.0 to50.050.0 to100.0更換天線前 更換天線后第66頁/共74頁第六十六頁，共74頁。 從路測圖中可以看出更換高增益天線后，該基站從路測圖中可以看出更換高增益天線后，該基站覆蓋距離有明顯增加，覆蓋區(qū)內(nèi)的信號強度明顯覆蓋距離有明顯增加，覆蓋區(qū)內(nèi)的信

24、號強度明顯增強，手機接收電平明顯提高，手機發(fā)射功率也增強，手機接收電平明顯提高，手機發(fā)射功率也有明顯的改善，有明顯的改善，F(xiàn)ERFER誤幀率小于誤幀率小于1 1的比例從的比例從71.78%71.78%提高到提高到83.38%(83.38%(詳見附圖及統(tǒng)計對比表詳見附圖及統(tǒng)計對比表) )。在第一扇區(qū)（在第一扇區(qū)（PN=144PN=144），原天線覆蓋圖上的遠(yuǎn)端），原天線覆蓋圖上的遠(yuǎn)端有較長的綠色和黃色信號弱區(qū)，更換窄波束、高有較長的綠色和黃色信號弱區(qū)，更換窄波束、高增益天線后，遠(yuǎn)端原來增益天線后，遠(yuǎn)端原來(yunli)(yunli)的信號弱區(qū)范圍的信號弱區(qū)范圍減小，基站有效覆蓋距離增加。減小，基

25、站有效覆蓋距離增加。第67頁/共74頁第六十七頁，共74頁。6）內(nèi)置電下傾與連續(xù)可調(diào)電下傾天線案例：移動泥里河基站（覆蓋不好）： 位于白山市轄區(qū)內(nèi)的十三道溝，基站為O2站型，采用我公司TQ-09-11全向天線，基站建于一20米的高坡上，鐵塔高為70米，天線總掛高為90米，距基站800米-1200米范圍內(nèi)有一村莊，為用戶密集區(qū)，在村里可看見基站，但信號很弱，通話時斷市續(xù)，掉話頻繁，用戶投訴(tu s)嚴(yán)重。經(jīng)測試，天線駐波比良好（小于1.3），村內(nèi)信號為-80至-95dBm之間。由于該地區(qū)除村莊外，周圍都是森林，只有一條公路自遠(yuǎn)處通過。白山移動公司要求只覆蓋村鎮(zhèn)，對公路遠(yuǎn)端可作出犧牲。 第68頁/共74頁第六十八頁，共74頁。 根據(jù)此情況，我建議其將原0度全向天線更換為我公司(n s)下傾7度的全向天線。