通信技术 基站天线覆盖的分析和优化 张莹 （国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心广东广州５１００００） 摘要：本文论述了天线对移动通信系统网络性能的重要性，介绍了目前国内移动通信系统中常见的基站天线的种类。此外，为了提高无线网络的 覆盖质量提出了一种在原有基站天线的基础上，增加一个特定性能的定向天线以得到一种所需性能的网络覆盖效果的方法，这种方法不仅提高了无线 网络的覆盖质量，还极大地节约了人力、物力、财力。 关键词：基站天线定向天线覆盖质量 中图分类号：ＴＮ９２ 文献标识码：Ａ 文章￣：１ｏｏ７—９４１６（２０１５）０６ ００５２－０２ １引言 在山区中，有些地区的地势低洼、房屋密集，无线信号传输到该 随着移动通信网络的不断发展，人们对无线网络的依赖与日俱 处时，信号强度衰落会很大，移动用户的通话得不到保障，更严重的 增，对网络覆盖的要求也随之增高，这就意味着运营商需要选择合 地方可能会存在一定的盲区，在高楼密集的区域，由于高层建筑的 适的站点并对基站设备和基站天线进行合理的优化以提高网络的 影响，信号会出现分裂、折射、反射等问题，从而造成信号干扰，使现 覆盖质量。 在的环境不再匹配最初规划的基站天线。 在移动系统中，基站天线是一个非常重要的组成部分，在移动 由于上述问题的存在，移动用户的通信不稳定，会出现掉话的 通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰 现象。目前，为了提高无线网络的覆盖，通常采用以下两种手段来解 要求和网络服务质量等实际情况来合理地选择基站天线。基站天线 决：（１）通过调整基站天线的下倾角、天线增益等无线参数来提高覆 直接关系到移动通信网络的呼损率、掉话率、切换成功率等覆盖质 盖质量；（２）通过增加基站来提高网络的覆盖质量。但是，使用第一种 量和服务质量，天线的选择和设置对于改善网络性能至关重要。基 方法来提高覆盖质量可能会导致局部站点优化的效果不理想，难以 站天线的性能主要由天线增益、辐射方向图、天线极化、输入阻抗、 将网络的覆盖质量提高到理想水平，使用第二种方法来提高覆盖质 驻波比、工作频带等决定。 量又会使成本太高。在发展快速的无线环境复杂的商业密集区，城 ２天线的选择和设置 市建设使得通信环境经常会发生变化，频繁的系统升级会导致经常 调整基站天线，而为了得到所需的覆盖范围，根据已有基站和基站 ２．１基站天线的类型 天线的性能，即使对其进行调整，也很难达到需求。 在移动通信网工程设计中，为了满足网络的覆盖要求、话务量 为了解决上述问题，我们采用为基站增加一个定向天线的方法 分布、抗干扰要求和网络服务质量，要合理的选择基站天线。根据地 来达到特定的网络覆盖效果的需求。 形、话务量的分布情况，一般可以将天线使用环境分为一般城区、密 ２．２．２在基站天线的基础上增加一个定向天线以达到网络覆盖 集城区、农村地区、郊区、交通干线等。 的需求 对于一般城区，由于基站密度较高，单站的预期覆盖范围较小， 为了解决在基站天线的覆盖质量中出现的问题，尤其是在一个 选择基站天线时要注意减小基站之间的干扰，还要注重基站的覆盖 特定区域中出现严重覆盖质量问题时，我们采用在原有基站天线的 深度。 基础上再增加一个定向天线的方法来改善网络的覆盖质量。用于优 对于密集城区，各基站之间的距离一般都比较小，为了减小基 化的定向天线是对原有基站天线性能的一个补充，是为了使该基站 站之间的干扰，—般采用电子式倾角天线，以解决波形畸变的问题。 的网络覆盖质量得到改善。 对于农村地区，由于话务量较小，预期覆盖范围较大，为使覆盖 在增加一个新的定向天线时，要尤其注意以下几点：（１）新增加 半径较大，一般采用高增益天线；如果基站周围的各方向上没有障 的定向天线不可改变原有基站天线的性能，（２）在增加该定线天线 碍物，可选择使用全向天线。 后，必然也会增加一些控制该定向天线增益、下倾角等参数的设备， 对于郊区，基站的分布介于农村地区和城区之间，站距较近的 故必然会增加整体通路的损耗，因此，必须保证新引入的天线、设备 基站参照城区基站天线的选用原则，站距较远的基站参照农村地区 的损耗不能太大，否则增强覆盖的效果就不会明显。 基站天线的选用原则。 对于交通干线，在大型购物中心、医院、娱乐城等室内结构复杂 ３网络优化的工程方法和步骤 且有话务需求的地区，基站天线可采用室内吸顶天线、壁挂天线等 无线网络的优化的实质目标是：提高网络运行的质量，合理利 小增益天线；若覆盖目标为高速公路或铁路交通线路，由于其话务 用网络组员。网络优化的流程实际上是一个循环过程，整个过程包 需求不大、覆盖区呈长条状分布，基站天线宜采用高增益定向天线。 括５个步骤：数据采集、数据分析、制定优化方案、实施优化方案和调 ２．２目前山区或高楼层建筑中无线网络覆盖存在的一些问 整优化方案。 题及其解决方法 ３．１数据采集 ２．２．１现状分析 数据采集是网络优化的第一步，也是网络优化过程中非常重要 收稿日期：２０１５—０６—１２ 作者简介：张莹（１９８６－－－），女，河南民权人，硕士，实习研究员，主要从事专利审查工作。 『舅 限ｉ 术 通信技术 的环节。随着网络规模不断扩大，需要从不同设备提取参数、配置、 性，并根据仿真结果重新计算基站天线的安装高度、．下倾角、方位角 性能、ＭＲ等数据，并进行综合分析，以更充分的了解网络的运行状 和功率大小，结合实际环境和基站天线的各项参数计算定向天线的 态，发现当前网络中存在的问题。 在考察无线网络覆盖质量时，在当前网络覆盖范围内选取多个 测试点，进行一定数量的拨打呼叫，以用户的主观评价为主，主要测 安装参数。 根据制定好的优化方案，到现场严格实施。在实施过程中，如果 遇到无法完成的步骤，则需要进行记录并返回维护中心重新制定可 试通话的语音质量、接收电平的高低、小区间是否频繁切换及掉话， 实施方案。 测试点一般选择在通信比较集中的机场、酒店、娱乐城、车站、写字 楼等公共场所。通过基站操作管理中心获得收集的无线话务统计报 标，了解无线基站的话务分布及变化情况，从而发现异常问题。 ３．２数据分析 网络场强覆盖分布图、比特误码率分布图、帧丢失率分布图、有 ３．４调整优化方案 如果按照优化方案实施后，仍然没有得到预期的覆盖效果，应 在实际操作中，由于网络需求的不断变化和周围环境的不断变化， 优化方案也在不断的重复着、循环着。 告数据和系统硬件告警信息，通过分析话务统计报告中的各项指 重新对采集到的数据进行分析，并进行仿真，得到更好的解决方案。 效相邻小区分布图、相邻基站频率干扰分布图以及双频网评估、呼叫 过程事件等，是通过以下三种采集方法获得的：ＤＴ、ＣＱＴ、用户申告。 ４结语 在发展快速的无线环境复杂的商业密集区，城市建设使得通信 环境经常会发生变化，频繁的系统升级会导致经常调整基站天线。 为了得到需求的特殊的覆盖范围，对已有基站设备和基站天线进行 调整，并在原有基站天线的基础上增加一个定向天线，不仅可提高 无线网络的覆盖质量，还可以节约成本。 ３．３制定优化方案和实施优化方案 通过对测得的数据进行分析，判断问题产生的原因，采取相应 的措施对无线网络进行优化。 对于山区和高楼密集区，由于障碍物的阻挡而存在的盲区的现 象，在对现有基站天线调试没有明显改善的情况下，采取以下措施 来改善其覆盖质量：根据已有基站天线的数据和周边环境的数据， 确定该区域中网络覆盖质量存在的问题，分析该区域的方向图，并 根据实际环境与天线安装数据仿真天线在实际环境中的方向图特 为了提高无线网络的覆盖质量，在无线网络的建设和优化过程 中，我们会面临各种各样的问题，需要我们不断地探索和尝试，以寻 找解决问题更有效的方法，更好的为移动用户服务，推动移动通信 事业的蓬勃发展。 …・・・上接第５１页 ， 业务ＩＰ化，ＴＤＭ的业务不断减少，ＭＳ１ 业务扩容逐步下降。现网中， ＰＴＮ与局部ＭＳＴＰ接入层有少量对接的情况，可通过ＬＡＧ保护或 ＭＳＰ保护实现对接业务通道的保护。当前，现网已能够实现ＭＳＴＰ网 ＮＮＩ侧，可实现ｌ＋１ ＬＳＰ保护，１：１ＬＳＰ保护，１＋ＩＳＮＣＰ保护，１： １ＮＳＣＰ保护．在ＵＮＩ侧，可实现ＬＡＣ（链路聚会）和ＩＭＡ保护圆。 ４ ｇｒＮ终蝈设鲁 下。 ‘ 络与ＰＴＮ网络进行统一管理，并可实时监控。 ５．２ ＰＴＮ在全业务运营中的应用 伴随运营商全业务经营的发展，既有ＭＳＴＰ网络将逐步被ＰＴＮ 目前，国内主要ＰＴＮ厂商有华为，中兴、烽火等，下面简要介绍 一网络替代。（１）业务 化ｌＰＴＮ的发展是一个渐进过程，运营商既有承 （１）华为ＰＴＮＩ华为ＯＰＴＩＸ ＰＴＮＩ９００（１０Ｇ）主要定位于城域传 载网，随着业务ＩＰ化后，将进一步扁平化。ＰＴＮ＋ＯＴＮ在接入汇聚层 送网的接入层，负责将用户侧的以太网／ＡＴＭ／ＣＥＳ业务接入到以 面实现统一承载，其中ＰＴＮ是基于标准化协议的广义分组传送网。 分组为核心的传送网中。此外，华为还有ＰＴＮ３９００，ＰＴＮ１９００（８０Ｇ）、 （２）接入层业务分离，在业务处理终端，根据业务应用本身的不同需 ９５０、９１０－￣设备。（２）中兴ＰＴＮｌＺＸＣＴＮ ６１００：￣要应用于直接面向用 要进行分类，如可将业务ＶＬＡＮ划分为：语音类，数据类和视频类业 户的接入产品，在移动市场，主要与数量众多的基站相对应。该产品 务ⅥＡＮ等，通过ⅥＡＮ实现不同业务逻辑分离。（３）网络边缘Ｉ具备 业务感知和控制能力。不论是ＩＰ城域网，还是城域ＰＴＮ，核心层通常 务、ＡＴＭ业务和ＴＤＭ业务的统一高效承载。除此之外，中兴还有 采用路由器组成ＩＰ／ＭＰＬＳ网络，能够满足各种ＩＰ化业务，并满足现 ＺＸＣＴＮ６５００，６３００、６２００等设备。 网和未来ＱＯＳ要求。 主要采用的Ｔ—ＭＰＬＳ／ＭＰＬＳ—ＴＰ协议来满足用户对于以太网业 ５盯Ｎ在电信网中的应用 目前， 层与传送层的融合焦点在网络的承载性和业务的可靠 ６结语 总之，随着业务ＩＰ化，ＰＴＮ网络必将逐步取代传统ＭＳＴＰ网络， 性，可管理性和可扩展性，在更经济的新技术未出现前，ＦｒＮ是兼容 其应用场景必将会更加丰富。 传统业务和ＩＰ业务最好的解决方案。其在电信网中的应用也是一个 参考文献 渐进过程【 。 ５．Ｉ ＰＴＮ在城域网（ＭＡＮ）中的应用 当前，国内运营商的城域网一般由城域传输网和ＩＰ城域网组 成，其中城域传输网核心层采用ＭｓＴＰ／ＳＤＨ／ｗＤＭ技术组网，汇 口，而ＩＰ城域网核心汇聚层采用ＩＰ Ｌｓ组网，接入层一般采用二 ［１］李勘．中国移动ＰＴＮ技术与交流．中兴公司． ［２］赵亚光，何崇博。等．关于分组传送Ｎ（ＰＴＮ）关键技术的研究［Ｊ］．科技 创新导报。２０１２（６）：１—３． 许新勇．ＰＴＮ技术与应用［Ｊ］．中国新通信。２０１０（３）：０１． 聚／接入层采用ＭＳＴＰ／ＳＤＨ环网，接口以Ｅ１为主，辅以少量ＦＥ接 ［３］李慧明。层交换机或其它汇聚设备实现二层汇聚，主要承载上网业务。随着 ⑩