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三扇區集成美化天線在WCDMA基站的應用方案探討
隨著移動通信的不斷發展,為了提供更高質量的網絡服務,國內三大移動業務運營商都提出了全覆蓋、無縫覆蓋的概念,不斷加大網絡建設的投入,以此來吸引用戶。但無線基站、天線的增多,同時也帶來了不少負面問題。其中最主要的問題就是市區建筑物頂部天線林立,天線裸露在建筑物頂部,給附近的居民帶來了一種不安全感,導致他們對無線電波產生抵觸甚至抗爭,從而增加了無線網絡基站的選址及建設的難度,所以基站的選址及建設已成為現在許多運營商必須面臨的問題。
近年來,移動業務運營商為解決這些難題,幾乎都采取了將無線天線偽裝起來的辦法,也就是我們現在經常提到的將天線隱藏和美化起來(簡稱:美化天線),有的將天線做成“空調”狀,有的做成“水箱”狀,還有的做成與建筑物外墻一樣的形狀等等。但這些美化天線或多或少還是會因其體積龐大而被居民發現。為此,運營商又要為重新選址或重新建設投入龐大的人力和物力資源!那么,有沒有一種更好的解決辦法呢?本文就三扇區集成天線在WCDMA基站的美化方案以及可能應用的構想來探討一下。
二、WCDMA現狀
WCDMA作為較為成熟的3G國際標準,在我國也獲得網絡許可,并由中國聯合通信公司負責運營。目前分配給WCDMA的頻段為1920~2170MHz,由于頻段較原2G系統(如GSM900為870~960MHz)要高,根據電磁波空間傳輸原理,高頻段信號有更大的空間傳輸衰減。那么要求站址密度要遠高于原來的2G通信網絡,為此,原來7-8百米的站址間隔,現在可能2-3百米就需要有一個基站。這無疑對運營商的站址選擇以及建設問題更是雪上加霜。
一方面要給客戶提供高質量的通信服務,另一方面又要協調站址談判及建設的問題,要兼顧這兩方面問題,三扇區集成美化天線無疑是一種較為理想的選擇。
三、 產品需求分析
要求能夠既能滿足產品的性能指標又能滿足產品美化的要求,又兼顧運營商運維的方便性,產品至少應該有以下幾個特點:
1) 3 扇區集成;最好單扇區或兩扇區也可以選擇;
三扇區集束可以獲得較好的視覺效果,也是業界經常采用的一種美化方式。目前,全球許多知名天線廠商都在進行這方面的開發和研究,包括塔放集成方案等等。尤其是,有些廠商正在探討RRH的集成,只需一根光纖和電源的接入,即可實現射頻端所有功能。RRH集成方案,也是WCDMA和其它未來通信系統的發展方向之一。
2) 尺寸足夠小;
天線尺寸大小是站址談判成敗的重要因素之一.根據WCDMA制式的頻段,如果把三副65度遙控電調基站天線成120度設計為一個集束天線,直徑尺寸將在200mm左右。但是這個尺寸還是顯得有點大,如果尺寸能夠做到150~160mm對許多場景的美化會有本質的貢獻,如小尺寸可以做成旗桿方式,排污管方式等等。同時,尺寸的減小,意味著桿體重量和成本的三次方減小,樓面的安全性也大幅提升。
3) 遙控電調;
遙控電調天線在WCDMA和未來的其它通信系統中將越來越被重視,當前業界通用的AISG協議就是專門針對基站天線與基站或NodeB互操作的協議,目前該協議已經成為3GPP協議的一部分。對于美化天線來說,遙控技術顯得更加重要,因為美化天線往往更難于對其進行機械傾角和手動電調傾角的調整。
關于電調天線的控制一般著重考慮兩方面因素:
第一,天線廠商提供的方案是否實用、可靠。這主要是考慮當基站并不支持遙控功能或解決暫時版本不兼容的情況。
第二,要考慮基站天線是否與大多數的基站兼容,這樣可以通過OMC對各站點的傾角進行統一控制和優化。
4) 產品的性能指標要接近非美化天線產品;
美化天線最終是作為網絡無線發射的執行設備,所以盡管有美化需求,天線的性能不能有原則的妥協。例如,產品的互調性能、產品的波束控制性能、扇區內和扇區間的隔離等等…
5) 要兼顧2G 系統的接入;
為了節約資源,促進通信行業和諧發展,國家已經明確要求盡量共享資源。美化天線一方面實現對WCDMA的覆蓋,也應該兼顧2G系統的覆蓋甚至考慮其它運營商信號的接入?;陬l段考慮,如果天線集成800或900MHz信號,天線尺寸必然大幅增加。那么,天線應該至少包括GSM1800的信號。對于中國聯通來說,由于GSM900頻點較少,所以主要用GSM1800吸收話務,同時實現3G的覆蓋。這樣,WCDMA和GSM1800兼顧的美化天線產品可以滿足中國聯通的部分需求。
四、 應用方案
通過上面的闡述,我們選擇在我國直轄市試用的某國際天線知名廠商的產品----管狀天線。其指標和圖片如下:
這款天線取得了非常好的視覺效果,運營商給與了較高的評價。如果把這款天線推廣開來,還可以有許多有吸引力的應用方案,如旗桿、排污管、煙囪等等。下圖為產品應用的想象圖: