WCDMA基站天線(xiàn)的選擇相關(guān)通信學(xué)論文

　　基站即公用移動(dòng)通信基站是無(wú)線(xiàn)電臺(tái)站的一種形式，是指在一定的無(wú)線(xiàn)電覆蓋區(qū)中，通過(guò)移動(dòng)通信交換中心，與移動(dòng)電話(huà)終端之間進(jìn)行信息傳遞的無(wú)線(xiàn)電收發(fā)信電臺(tái)。移動(dòng)通信基站的建設(shè)是我國(guó)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商投資的重要部分，移動(dòng)通信基站的建設(shè)一般都是圍繞覆蓋面、通話(huà)質(zhì)量、投資效益、建設(shè)難易、維護(hù)方便等要素進(jìn)行。隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)化、分組化方向發(fā)展，移動(dòng)通信基站的發(fā)展趨勢(shì)也必然是寬帶化、大覆蓋面建設(shè)及IP化。以下是今天學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的通信學(xué)相關(guān)論文：WCDMA基站天線(xiàn)的選擇。內(nèi)容僅供參考閱讀!

　　WCDMA基站天線(xiàn)的選擇全文如下：

　　天線(xiàn)選擇的關(guān)鍵參數(shù)

　　基站天線(xiàn)如同整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的觸角,在通信過(guò)程中起著舉足輕重的作用。選擇基站天線(xiàn)時(shí)關(guān)鍵要參考以下的一些參數(shù):

　　1.天線(xiàn)增益:增益是指在輸入功率相等的條件下,實(shí)際天線(xiàn)與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的平方之比,即功率之比。增益一般與天線(xiàn)方向圖有關(guān),方向圖主瓣越窄,后瓣、副瓣越小,增益越高。

　　2.前后比:前后瓣最大電平之比,它用來(lái)描述定向特性。

　　3.波束寬度:在方向圖中通常都有兩個(gè)瓣或多個(gè)瓣,其中最大的瓣稱(chēng)為主瓣,其余的瓣稱(chēng)為副瓣。主瓣兩半功率點(diǎn)間的夾角定義為天線(xiàn)方向圖的波瓣寬度?；蚍Q(chēng)為半功率(角)瓣寬。如下圖所示:

　　4.下傾角:指定向平板天線(xiàn)的下傾角度,主要用于控制干擾及增強(qiáng)覆蓋。

　　5.極化:天線(xiàn)輻射的電磁場(chǎng)的電場(chǎng)方向就是天線(xiàn)的極化方向,通常有垂直極化、水平極化、+ 45度傾斜的極化、- 45度傾斜的極化等極化方式。

　　天線(xiàn)選擇原則

　　不同類(lèi)型的基站需要選擇不同類(lèi)型的天線(xiàn),選擇的依據(jù)主要就是上述技術(shù)參數(shù)。比如全向站就是采用了各個(gè)水平方向增益基本相同的全向型天線(xiàn),而定向站就是采用了水平方向增益有明顯變化的定向型天線(xiàn)。我國(guó)很可能要先在一些有需求的大、中城市建以重點(diǎn)城市為中心的第三代移動(dòng)通信覆蓋區(qū),而不是一開(kāi)始就建設(shè)全國(guó)覆蓋范圍的3G網(wǎng)絡(luò)。所以我們重點(diǎn)看一下城區(qū)、郊區(qū)和農(nóng)村這三類(lèi)有代表性的地區(qū)基站天線(xiàn)的選擇原則。

　　1. 市區(qū)基站的天線(xiàn)選擇

　　在人口比較密集的城區(qū),基站分布較密,要求單基站覆蓋范圍小,盡量減少越區(qū)干擾,提高頻率復(fù)用率。天線(xiàn)的選擇原則如下:

　　極化方式:由于市區(qū)基站選址困難,天線(xiàn)安裝空間受限,一般選用雙極化天線(xiàn);

　　方向性:市區(qū)主要考慮減少相鄰小區(qū)干擾,一般選用定向天線(xiàn);

　　半功率波束寬度:為控制小區(qū)的覆蓋范圍、抑制干擾,一般選用水平半功率波束寬度為60～65°的天線(xiàn);

　　天線(xiàn)增益:由于市區(qū)一般不要求大的覆蓋范圍,同時(shí)為減少天線(xiàn)體積和重量,有利于安裝和降低成本,建議選用中等增益的天線(xiàn)(15dBi左右);

　　下傾角:市區(qū)天線(xiàn)一般都要設(shè)置一定的下傾角,電調(diào)天線(xiàn)在下傾角的調(diào)整方面不會(huì)有問(wèn)題,但對(duì)機(jī)械下傾天線(xiàn),需選擇下傾角調(diào)整范圍更大的天線(xiàn)。

　　2.郊區(qū)基站的天線(xiàn)選擇

　　在人口較少的郊區(qū)為了保證覆蓋以及減少對(duì)城區(qū)的干擾,通常不同的小區(qū)采用不同的定向天線(xiàn),面向城區(qū)的小區(qū)可參考城區(qū)基站的天線(xiàn)的選擇原則,一般采用增益較小且水平波瓣角較小的天線(xiàn),而非面向城區(qū)的小區(qū)一般采用增益較大的天線(xiàn),優(yōu)先采用水平面半功率波束寬度為90 °的天線(xiàn)。因此,郊區(qū)的情況差別很大,可以根據(jù)需要的覆蓋面積來(lái)選擇天線(xiàn)類(lèi)型和決定是否預(yù)置下傾角;考慮到將來(lái)的平滑升級(jí),不建議采用全向站型;

　　3.農(nóng)村基站的天線(xiàn)選擇

　　在農(nóng)村地區(qū)環(huán)境特點(diǎn):基站分布稀疏,話(huà)務(wù)量較少,覆蓋要求廣。解決覆蓋是其主要目標(biāo)。這時(shí)一般采用高增益的定向或全向天線(xiàn)。

　　極化方式:從發(fā)射信號(hào)的角度,在較為空曠地方垂直極化天線(xiàn)比其他極化天線(xiàn)效果更好。農(nóng)村一般采用垂直極化天線(xiàn);

　　方向性:農(nóng)村話(huà)務(wù)分布比較分散,話(huà)務(wù)量相對(duì)較少,為滿(mǎn)足基站周?chē)母采w,一般采用全向天線(xiàn);由于全向天線(xiàn)的增益較小,如果要求更遠(yuǎn)的覆蓋距離,則需采用定向天線(xiàn),一般采用水平面波束寬度為90°、 105°、 120°的定向天線(xiàn);采用全向天線(xiàn)時(shí),為避免塔體對(duì)覆蓋的影響,可采用雙發(fā)天線(xiàn)的配置,此時(shí),需通過(guò)功分器把發(fā)射信號(hào)分配到兩個(gè)天線(xiàn)上;

　　天線(xiàn)增益:農(nóng)村主要考慮覆蓋范圍和覆蓋距離,一般選用較高增益(16 ～18dBi)的定向天線(xiàn)或9～11dBi的全向天線(xiàn);

　　下傾方式:農(nóng)村地區(qū)對(duì)天線(xiàn)的下傾調(diào)整不多,其下傾角的調(diào)整范圍及特性要求不高,建議使用價(jià)格較便宜的機(jī)械下傾天線(xiàn)。

　　WCDMA基站天線(xiàn)基本要求

　　下圖為WCDMA 基站天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖

　　目前WCDMA 系統(tǒng)中使用的天線(xiàn)主要參數(shù)如下表：

　
　智能天線(xiàn)在WCDMA中的應(yīng)用

　　智能天線(xiàn)采用空分復(fù)用(SDMA)方式,利用信號(hào)在傳播路徑方向上的差別,將時(shí)延擴(kuò)散、瑞利衰落、多徑、信道干擾的影響降低,將同頻率、同時(shí)隙信號(hào)區(qū)別開(kāi)來(lái),和其他復(fù)用技術(shù)結(jié)合,最大限度的利用頻率資源。智能天線(xiàn)基于自適應(yīng)天線(xiàn)陣原理,利用天線(xiàn)陣的波束賦形產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束,并自適應(yīng)地調(diào)整波束方向來(lái)跟蹤每一個(gè)用戶(hù),達(dá)到提高信號(hào)SINR(最大信噪比)、增加系統(tǒng)容量的目的。采用智能天線(xiàn)技術(shù)實(shí)際上是通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理使天線(xiàn)陣為每個(gè)用戶(hù)自適應(yīng)地進(jìn)行波束賦形,相當(dāng)于為每個(gè)用戶(hù)形成了一個(gè)可跟蹤的高增益天線(xiàn)。因此天線(xiàn)的增益不再與用戶(hù)所處的位置有直接關(guān)系,用戶(hù)所在方向上的增益總是最強(qiáng)而其他方向上的增益大大減小。

　　由于其體積及計(jì)算復(fù)雜性的限制,目前僅適用于在基站系統(tǒng)中的應(yīng)用。智能天線(xiàn)包括兩個(gè)重要組成部分一是對(duì)來(lái)自移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的多徑電波方向進(jìn)行到達(dá)角AOA(Angle Of Arrival)的估計(jì),并進(jìn)行空間濾波,抑制其他移動(dòng)臺(tái)的干擾;二是對(duì)基站發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波束成型,使基站發(fā)送信號(hào)能夠沿著移動(dòng)臺(tái)電波的到達(dá)方向發(fā)送回移動(dòng)臺(tái),也就是信號(hào)在有限的方向區(qū)域發(fā)送和接收。充分利用了信號(hào)的發(fā)射功率,從而降低發(fā)射功率,減少對(duì)其他移動(dòng)臺(tái)的干擾。

　　智能天線(xiàn)將在以下幾個(gè)方面提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能:增大覆蓋范圍、提高系統(tǒng)容量、提高頻譜利用率、降低基站發(fā)射功率和節(jié)省系統(tǒng)成本、減少信號(hào)間干擾與電磁環(huán)境污染等。

　　隨著智能天線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展成熟,WCDMA 系統(tǒng)最終會(huì)使用智能天線(xiàn),而智能天線(xiàn)的引入也將對(duì)WCDMA 的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和分析帶來(lái)一定的變化。