六陣元智能天線(xiàn)解決方案

智能天線(xiàn)是TD-SCDMA系統中一項關(guān)鍵技術(shù)，在2006年的規模試驗網(wǎng)中，8陣元智能天線(xiàn)因尺寸較大問(wèn)題引起了眾多的討論，通過(guò)仿真和測試驗證，優(yōu)化的6陣元智能天線(xiàn)是縮小天線(xiàn)尺寸并確保網(wǎng)絡(luò )性能的最佳方案。

智能天線(xiàn)是TD-SCDMA系統的一項關(guān)鍵技術(shù)，其基于空分復用(SDMA)原理，通過(guò)波束賦型為不同方向上的用戶(hù)分配相同的系統資源，成倍地提高系統容量、減少用戶(hù)干擾、擴大小區的覆蓋范圍、提高網(wǎng)絡(luò )的安全性以及實(shí)施用戶(hù)定位等。

智能天線(xiàn)實(shí)體是由多根天線(xiàn)陣元組成的天線(xiàn)陣列，通過(guò)調節各陣元的加權幅度和相位來(lái)改變陣列天線(xiàn)的方向圖，從而抑制干擾，提高信干比。

2006年以前，8陣元天線(xiàn)是業(yè)界普遍認為綜合性能較好的智能天線(xiàn)，但是在2006年的規模試驗網(wǎng)中，8陣元天線(xiàn)尺寸較大的問(wèn)題引起了眾多的討論：

　　1.對安裝站點(diǎn)的天面要求高，工程施工困難；

　　2.不能充分利用2G系統站址資源；

　　3.站址協(xié)調困難從而影響工程進(jìn)度。

基于以上原因，從2006年4月份開(kāi)始，部分設備廠(chǎng)商和天線(xiàn)廠(chǎng)商開(kāi)始推出6陣元天線(xiàn)的解決方案。

顯著(zhù)降低工程要求和成本

通過(guò)對業(yè)內智能天線(xiàn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的6/8陣元天線(xiàn)的比較，可以看出6陣元智能天線(xiàn)在尺寸上比8陣元天線(xiàn)有明顯的減小，并提高風(fēng)荷能力、減少了施工耗時(shí)。（見(jiàn)表一）

表一

按照表中的數據，對于規模為1000個(gè)基站(3000個(gè)扇區)的網(wǎng)絡(luò )建設，采用6陣元天線(xiàn)比8陣元天線(xiàn)約能節約9000多個(gè)工時(shí)。

此外，6陣元天線(xiàn)尺寸和重量的減少，對安裝的要求也降低了很多.下面我們以女兒墻安裝和8M增高架安裝這兩種典型的方式為例，對6/8陣元天線(xiàn)的安裝要求進(jìn)行對比。（見(jiàn)表二）

表二

還是按照上述1000個(gè)基站(3000個(gè)扇區)的規模為例計算：

　　1.對于女兒墻安裝方式，可節約物料成本約150萬(wàn)元和5萬(wàn)多工時(shí)；

　　2.8M增高架安裝方式，可節約物料成本約900萬(wàn)元和18萬(wàn)多工時(shí)。

　　由此可見(jiàn)，6陣元天線(xiàn)在天線(xiàn)尺寸、工程施工(進(jìn)度和成本)和安裝要求方面，具備明顯的優(yōu)勢。

　　優(yōu)化的6陣元天線(xiàn)性能分析

性能分析主要分為容量和覆蓋兩方面。

對于容量來(lái)說(shuō)，6陣元天線(xiàn)和8陣元天線(xiàn)同為碼道受限系統，由仿真結果可知，在不考慮碼道資源受限的情況下，6陣元天線(xiàn)每時(shí)隙可支持9個(gè)話(huà)音用戶(hù) 的極點(diǎn)容量，而TD-SCDMA系統實(shí)際上每時(shí)隙為16個(gè)碼道，最多支持8個(gè)話(huà)音用戶(hù)(每個(gè)話(huà)音用戶(hù)占2個(gè)碼道)，因此，采用6陣元天線(xiàn)與8陣元天線(xiàn)在實(shí) 際網(wǎng)絡(luò )容量上沒(méi)有任何差異。

對于覆蓋性能而言，由于都是上行受限，我們僅分析上行即可。由于6陣元天線(xiàn)(比8陣元天線(xiàn))少了兩個(gè)陣元，天線(xiàn)賦型增益損失1.25dB。應該 說(shuō)，這 1.25dB的損失對密集市區覆蓋性能的影響幾乎可以忽略，但在郊區和農村則會(huì )有比較明顯的影響。如果這個(gè)問(wèn)題不解決，則6陣元天線(xiàn)只能在密集市區中采 用，就無(wú)法在建網(wǎng)中大規模采用。

為了彌補因為陣元數量減少而帶來(lái)的賦性增益損失，設備廠(chǎng)家成功開(kāi)發(fā)出了優(yōu)化的檢測算法并在實(shí)際系統中得到有效地采用，從而彌補了賦型增益的損失，使6陣元天線(xiàn)具有與8陣元天線(xiàn)相當(甚至略?xún)?yōu))的覆蓋性能。

以下是采用了6陣元天線(xiàn)優(yōu)化方案與8陣元天線(xiàn)的覆蓋性能的仿真比較。

近期，某運營(yíng)商在其規模試驗網(wǎng)中對6/8天線(xiàn)的賦形能力、覆蓋能力、容量等指標進(jìn)行對比測試。測試主要在密集市區、郊區和公路環(huán)境進(jìn)行，其中密 集市區在 11個(gè)基站(33個(gè)扇區)范圍內進(jìn)行測試，郊區和公路環(huán)境在3個(gè)基站(9個(gè)扇區)范圍內進(jìn)行了測試。路測數據采集主要采用定點(diǎn)測試(CQT)和驅車(chē)測試 (DT)兩種方法進(jìn)行。

此次測試得出了以下結論：

　　*在業(yè)務(wù)覆蓋能力方面，無(wú)論CS12.2k語(yǔ)音業(yè)務(wù)或PS64k數據業(yè)務(wù)，6陣元天線(xiàn)(結合優(yōu)化算法)方案在密集市區與郊區公路環(huán)境的業(yè)務(wù)覆蓋性能略?xún)?yōu)于8陣元天線(xiàn)；

　　*在小區容量方面，6陣元天線(xiàn)(結合優(yōu)化算法)與8陣元天線(xiàn)方案均能實(shí)現滿(mǎn)容量接入；

　　*對于弱覆蓋區域，采用6陣元天線(xiàn)(結合優(yōu)化算法)比采用8陣元天線(xiàn)性能更好一些。

因此，無(wú)論從仿真還是實(shí)測，都充分說(shuō)明了6陣元天線(xiàn)在采用優(yōu)化算法的前提下，其組網(wǎng)性能與8陣元天線(xiàn)相比，完全沒(méi)有損失。

同時(shí)還需指出：

　　1.由于優(yōu)化算法的復雜性(其復雜性與天線(xiàn)陣元的數量呈指數關(guān)系)較高，該優(yōu)化算法無(wú)法在8陣元天線(xiàn)上采用；2.對于4陣元天線(xiàn)，與8陣元天線(xiàn) 相比，其賦性增益損失為3dB，雖也可應用優(yōu)化算法，但經(jīng)研究，該優(yōu)化算法對性能的提升無(wú)法彌補3dB賦性增益損失帶來(lái)的影響。

6陣元天線(xiàn)解決方案在工程施工與成本方面具有明顯的優(yōu)勢，通過(guò)采用有效的優(yōu)化算法，其網(wǎng)絡(luò )性能與8陣元天線(xiàn)相比沒(méi)有損失。

因此，采用優(yōu)化算法后的6陣元天線(xiàn)方案是在“盡可能縮小天線(xiàn)尺寸同時(shí)確保網(wǎng)絡(luò )性能”要求下的最優(yōu)方案，應該成為此次大規模建網(wǎng)中室外宏覆蓋的主 流應用。事實(shí)上，目前大部分系統廠(chǎng)商在其新推出的產(chǎn)品或后繼將推出的產(chǎn)品方案中，都采取了6陣元天線(xiàn)作為室外宏覆蓋的標準配置。