网络优化中天线参数优化课件

网网络优络优化中天化中天线线参数参数优优化化姚中姚中兴兴教授教授西安海天天西安海天天线线科技股份有限公司科技股份有限公司2003年年6月月1精选pptl主要注重设备参数等方面，对基站天馈线的优化注重较少，造成网络优化中基础与高层优化脱节，网络的性能并没有得到明显改善。随着移动通信事业的不断发展及用户要求的不断提高，对网络营运质量提出了更高要求。因此，今后网络优化应更有针对性。应该从基础层作起，确保网络设备的正常运行，充分发挥现有网络的资源。由于长期以来其他层次参数的优化工作做的比较完善。因此，今后网优的重点应转移到基础层既天馈系统优化，并已成当务之急。l无线l参数优化l频点规划优化ll天馈系统的优化2精选ppt目目 录录一、无一、无线线网网络络系系统统的的组组成成二、无二、无线线覆盖与小区划分覆盖与小区划分三、三、实现实现无无缝缝隙覆盖隙覆盖四、无四、无线线覆盖与网覆盖与网络营络营运性能的关系运性能的关系3精选ppt一、无一、无线线网网络络系系统统的的组组成成4精选ppt 第第一一个个界界面面为为基基站站与与用用户户的的界界面面。该该界界面面通通过过基基站站天天线实现线实现无无线线覆盖，完成用覆盖，完成用户户与网与网络络之之间间的信息交的信息交换换。第二个界面是网第二个界面是网络络容量的容量的规规划与划与设设置。置。第第三三个个界界面面为为基基站站与与控控制制系系统统的的各各种种无无线线参参数数的的设设定。（小区用定。（小区用户户登登记记切切换电换电平平设设置置-）。）。由此可看出整个网由此可看出整个网络络包括三部分。第一部分是无包括三部分。第一部分是无线线覆盖，它是构成网覆盖，它是构成网络营络营运的基运的基础础。没有好的无。没有好的无线线覆覆盖就不会有好的网盖就不会有好的网络营络营运性能。运性能。5精选ppt 第第二二部部分分是是频频点点的的规规划划与与设设置置，它它是是限限定定网网络络的的容容量量。第第三三部部分分是是各各种种无无线线参参数数的的正正确确设设置置。因因此此，网网络优络优化的内容就包括化的内容就包括这这三部分内容的三部分内容的优优化：化：1无无线线覆盖，确定网覆盖，确定网络络服服务务的范的范围围；2信道信道设设置，确定网置，确定网络络的容量；的容量；3控制参数的控制参数的设设置，确定网置，确定网络络的工作性的工作性质质。长长期期以以来来，各各移移动动通通信信公公司司对对网网络络优优化化工工作作一一直直没没有有停停止止过过。在在网网络络优优化化方方面面投投入入了了大大量量的的人人力力、物物力，付出了力，付出了艰艰辛的辛的劳动劳动。但是，以前的网。但是，以前的网优优工作工作6精选pptl上图形象地说明了网络优化的结构。要提高网络的性能，打造一个金牌网络首先要保证基础层的工作正常。我们知道网络优化是在系统正常运行状态下对系统的设备、软、硬件参数的全面调整，但在实际网优工作中往往只注意到设备的软硬件参数优化（既最高层优化）而忽略了优化的最基础的工作。2002年度，我们对移动和联通公司部分省市在网基站进行了全面巡检，发现天馈系统安装不规范，天馈系统故障，天线选型不当造成网络性能不佳的原因占到80%以上。天馈系统的好坏是决定基础天线覆盖好坏的决定因素。也是决定网络性能好坏的基础。l无线覆盖的优化主要是解决无线覆盖的范围与覆盖区内无线覆盖质量优化。7精选ppt二、无二、无线线覆盖与小区划分覆盖与小区划分 由由VHF、UHF的的电电波波传传播特性可知，一个基站播特性可知，一个基站仅仅能在有效的能在有效的电电波覆盖区内波覆盖区内为为用用户户服服务务，这样这样的覆盖区的覆盖区称称为为无无线线小区（基站区），服小区（基站区），服务务区（区（业务业务区）是指移区）是指移动动通信网所能提供的正常通信网所能提供的正常业务业务的范的范围围，业务业务区通常由区通常由若干个无若干个无线线小区小区组组成，无成，无线线小区的划分和服小区的划分和服务务区的区的组组成成应应按用按用户户区域分布覆盖区形状及区域分布覆盖区形状及业务业务要求，并根据要求，并根据地形地形电电波波传传播特点、播特点、话务话务分布、分布、经济经济指指标标等方面，等方面，综综合考合考虑虑确定采用什么确定采用什么样样区域划分及区域划分及组组成。成。8精选ppt 由于由于电电波波传传播的播的损损耗是随着距离的增加而增加，并耗是随着距离的增加而增加，并与地形与地形环环境密切相关。另外，手机的功率的有限性决定境密切相关。另外，手机的功率的有限性决定了移了移动动台与基站之台与基站之间间的距离是有限的，也决定了无的距离是有限的，也决定了无线线小小区的范区的范围围的有限性，当然小区范的有限性，当然小区范围围的大小的大小还还与小区内与小区内话话务务量的分布有关。量的分布有关。9精选ppt业务业务区与无区与无线线小区的小区的结结构：构：1 1、带带状网：主要状网：主要应应用于覆盖公路、用于覆盖公路、铁铁路、跨海路、跨海桥桥梁、海岸等。梁、海岸等。10精选ppt 2 2、蜂蜂窝窝网网：在在平平面面区区域域内内划划分分小小区区通通常常采采用用蜂蜂窝窝状状结结构。构。小区的形状可分小区的形状可分为为正三角形、正四正三角形、正四边边形、正六形、正六边边形。形。11精选ppt单单个区域形状个区域形状相相邻邻区域中心距离区域中心距离单单个区域面个区域面积积正三角形正三角形R正四正四边边形形正六正六边边形形3R22R3R2R22.6R212精选ppt 可看出，正六可看出，正六边边形相形相邻邻区域中区域中间间间间距最大，覆盖距最大，覆盖面面积积最大。在最大。在业务业务区域面区域面积积一定的情况下，正六一定的情况下，正六边边形形小区的形状最接近理想的形状，因小区的形状最接近理想的形状，因为为它所需的基站数它所需的基站数最少，最最少，最经济经济，由于它与蜂，由于它与蜂窝窝相同，故称蜂相同，故称蜂窝窝网。网。13精选ppt蜂蜂窝窝小区根据它的面小区根据它的面积积大小可分大小可分为为：微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝微微蜂窝微蜂窝宏蜂窝14精选ppt宏蜂宏蜂窝窝小区：小区：1公里以上（主要用于郊区、一般市区）公里以上（主要用于郊区、一般市区）保保证连续证连续覆盖（覆盖（满满足低容量）足低容量）高速移高速移动业务动业务（车载车载通信）通信）较较适合于低速数据适合于低速数据传输传输基站功率大基站功率大15精选ppt微蜂微蜂窝窝小区：数百米（主要用于繁小区：数百米（主要用于繁华华市区）市区）满满足大容量足大容量较较低移低移动动性性业务业务（步行）（步行）较较适合于适合于较较高速率数据高速率数据业务业务较较多用多用户户的的话话音音业务业务基站功率基站功率较较低低16精选ppt微微蜂微微蜂窝窝小区：室内系小区：室内系统统高容量高容量业务业务适合于适合于业务业务密集区密集区一般用于室内分布系一般用于室内分布系统统17精选ppt 对对于蜂于蜂窝窝小区的激励通常小区的激励通常为为中心激励与中心激励与顶顶点激励，点激励，在每个小区中基站可在每个小区中基站可设设在小区的中央，用全向天在小区的中央，用全向天线线形形成成圆圆形覆盖，形覆盖，这这就是中心激励。也可将基站就是中心激励。也可将基站设计设计在每在每个小区六个小区六边边形的三个形的三个顶顶点上，每个基站采用三付相同点上，每个基站采用三付相同120度上行定向天度上行定向天线实现线实现覆盖，覆盖，这这就是就是顶顶点激励。点激励。18精选ppt 区群的区群的组组成：相成：相邻邻小区不能用相同的信道，相同信小区不能用相同的信道，相同信道的小区之道的小区之间应间应有足有足够够的距离的距离进进行隔离，避免出行隔离，避免出现现同同频频干干扰扰，这这些不同信道的小区些不同信道的小区组组成一个区群，只有不同区成一个区群，只有不同区群的小区才能群的小区才能进进行信道再用。行信道再用。19精选ppt区群的区群的组组成成应满应满足：足：(1)区区群群之之间间可可以以邻邻接接且且无无空空隙隙、无无重重叠叠的的进进行行覆覆盖；盖；(2)邻邻接接之之后后的的区区群群应应保保证证各各个个相相邻邻同同信信道道小小区区之之间间距离相等。距离相等。满满足上述条件的区群内的小区数不是任意的，可以足上述条件的区群内的小区数不是任意的，可以证证明，区群内的小区数明，区群内的小区数应满应满足足N=iN=i2 2+ij+j+ij+j2 2，式中，式中ijij均均为为正整数。正整数。20精选ppt0 01 12 23 34 41 11 13 37 7131321212 24 47 71212191928283 39 913131919272737374 416162121282837374848jNi21精选ppt22精选ppt 小区分裂：在整个服小区分裂：在整个服务务区中，每个区的大小可以区中，每个区的大小可以是相同的，是相同的，这这适用于用适用于用户户密度均匀分布的情况，密度均匀分布的情况，对对于于用用户户密度不均匀的情况，在高密度区可使小区面密度不均匀的情况，在高密度区可使小区面积积小小一些，在低密度区小区面一些，在低密度区小区面积积大一些，大一些，对对于已于已规规划好的划好的蜂蜂窝窝网随着城市建网随着城市建设设的的发发展，原来低密度用展，原来低密度用户户区可能区可能变变成高密度用成高密度用户户区，区，这这需要需要扩扩充小区容量，其中一个充小区容量，其中一个重要方法是使小区面重要方法是使小区面积变积变小，增加新的基站，小，增加新的基站，这这就叫就叫小区分裂。小区分裂。23精选ppt24精选ppt三、三、实现实现无无缝缝隙覆盖隙覆盖 1 1、一般城市市区的蜂一般城市市区的蜂窝窝网的小范网的小范围围覆盖。覆盖。2 2、城城市市郊郊区区、县县城城、乡乡镇镇、风风景景点点、公公路路、铁铁路等低路等低话务话务量地区广度覆盖。量地区广度覆盖。3 3、城城市市室室内内、商商场场、地地铁铁、地地下下停停车车场场等等深深度度覆盖。覆盖。25精选ppt对对于不同于不同业务业务区采用不同的覆盖要求：区采用不同的覆盖要求：(1)(1)公路、公路、铁铁路、基站路、基站 应应用用环环境具有境具有话务话务量低、用量低、用户户高速移高速移动动的特点，必的特点，必须须重点解决覆盖重点解决覆盖问题问题，一般可采用，一般可采用带带状覆盖，采用双向状覆盖，采用双向小区在穿小区在穿过乡镇过乡镇、县县城城时时可采用三扇区体制或全向体制，可采用三扇区体制或全向体制，在覆盖中天在覆盖中天线线的的选择选择很重要，天很重要，天线线的方向的方向图应图应和覆盖地和覆盖地区相匹配。区相匹配。26精选ppt (2)(2)途径郊区、村途径郊区、村镇镇的道路覆盖的道路覆盖 此此时对话务时对话务量及覆盖均具一定的需求，可采用量及覆盖均具一定的需求，可采用0101、0202、S111S111、O+SO+S型基站，天型基站，天线线的的选择选择主要考主要考虑虑覆盖距离，覆盖距离，选择选择不不带带内置内置电电下下倾倾天天线线，如基站附近有覆盖要求，如基站附近有覆盖要求时时，应应考考虑虑避免塔下黑，可采用内置避免塔下黑，可采用内置电电下下倾倾天天线线或或赋赋形天形天线线。27精选ppt (3)(3)郊区覆盖郊区覆盖 若接近城区，基站数量不少，若接近城区，基站数量不少，频频率复用率复用较为紧较为紧密，此密，此时应时应注意控制覆盖及干注意控制覆盖及干扰扰，若接近，若接近农农村，村，则则覆盖覆盖为为主，建主，建议议不采用全向站，要采用定向站，可采用不采用全向站，要采用定向站，可采用6565度、度、9090度的定度的定向天向天线线。天。天线线下下倾倾角由垂直波束与主要覆盖区的距离、天角由垂直波束与主要覆盖区的距离、天线线挂高来决定，天挂高来决定，天线线挂高由覆盖区大小及下挂高由覆盖区大小及下倾倾角共同决定。角共同决定。28精选ppt覆盖区内功率覆盖区内功率强强度度预测预测：由于覆盖区内地理特征、自然特征差由于覆盖区内地理特征、自然特征差别较别较大，大，这这些些严严重影响了覆盖效果，在网重影响了覆盖效果，在网络设计阶络设计阶段，必段，必须对须对一一些典型些典型结结构做一些构做一些预测预测。29精选ppt理理论论型覆盖型覆盖预测预测公式：公式：(1)(1)自由空自由空间传间传播（播（单单射射线线型）型）L Lf f =10 lg P=10 lg PR R/P/PT T=20log(=20log(/4/4d)+Gd)+GT T+G+GR R =-32.44+G =-32.44+GT T+G+GR R 20log F(MHz)20log d(Km)20log F(MHz)20log d(Km)例例：室室内内分分布布系系统统中中计计算算吸吸顶顶天天线线输输出出功功率率与与距距离离为为R R处处的的室室内覆盖的内覆盖的场场强强关系，关系，设设：P PR R=-72dBm=-72dBm R=18m=0.018km R=18m=0.018km G GT T=3dBi=3dBi G GR R=1.5dBi=1.5dBi 天天线线装在天花板（石膏板）上，装在天花板（石膏板）上，损损耗耗5dB5dB，求天，求天线线口的功率口的功率PTPT 解：解：P PT T=P=PR R+32.44-G+32.44-GT T-G-GR R+20log+20logF F+20log+20logd d =-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+20log0.018 =-72dBm+32.44-3-1.5+20log900+20log0.018 =-20dBm =-20dBm 考考 虑虑 到到 石石 膏膏 板板 的的 损损 耗耗，天天 线线 口口 的的 实实 际际 功功 率率 共共 为为 PT=-PT=-20dBm+5dB=-15dBm20dBm+5dB=-15dBm 30精选ppt例2：在单射线模条件下，路损变化对覆盖距离的关系，可算出：增益（dB）覆盖距离（d1/d2）11.1221.2631.4141.5851.786231精选ppt(2)(2)平面反射平面反射传传播（双射播（双射线线型）型）Lf=10lgPR/PT=20logHT(m)+20logHR(m)+GT+GR40logd(m)上式中，没有上式中，没有频频率出率出现时认为现时认为，hthrhthrd d反射面反射面为为理想理想导导体。体。dhThM32精选ppt例例3 3：基站天：基站天线线的高度的高度对对接收信号的影响，接收信号的影响，为讨论为讨论方便，方便，我我们们令令GT=GR=1GT=GR=1 L Lf f=10logP=10logPR R/P/PT T=20logH=20logHT T+20logH+20logHR R-40logd-40logd(m)(m)或，写成：或，写成：P PR R=P=PT T（H HT TH HM M/d/d2 2）2 2 若若P PT T不不变变，原来接收，原来接收P PR R=-110dBm,H=-110dBm,HT T=30m=30m 现现在改在改变变P PR R=-100dBm=-100dBm，求，求H HT T应为应为多少？多少？解：解：P PR R 10logP 10logPR R-10logP-10logPR R=20logH=20logHT T-20logH-20logHT T 10=20logH 10=20logHT T/H/HT T H HT T=H=HT T10101/2 1/2=3.16H=3.16HT T=94.8m=94.8mP PT T(H(HT TH HM M/d/d2 2)2 2P PR R=P PT T(H(HT THHM M/d/d2 2)2 2=HT2HT233精选ppt说说明：明：1 1、在上述公式中，增加基站天、在上述公式中，增加基站天线线的有效高度可的有效高度可以改善覆盖以改善覆盖电电平，我平，我们们称称为为基站天基站天线线高度增益因子，高度增益因子，从上例可看出，当基站天从上例可看出，当基站天线线有效高度增加近有效高度增加近3 3倍倍时时，覆盖改善覆盖改善10dB10dB。2 2、由上式可以看出，、由上式可以看出，H HT T=2H=2HT T时时，P PR R（dBdB）-P-PR R(dB)=6dB(dB)=6dB。3 3、对对H HR R的作用不服从此的作用不服从此规规律。律。34精选ppt例：在双射例：在双射线线模中路模中路损变损变化与覆盖距离的关系化与覆盖距离的关系。显显然，比然，比单单射射线线模情况要小的多。模情况要小的多。增益（dB）覆盖距离（d/d）11.05921.12231.18841.2651.33461.41235精选ppt (3)(3)多射多射线线模模 L Lf f=L=Lo o+L(diff)+L(mult)+L(diff)+L(mult)式中，式中，L LO O自由空自由空间单间单射射线损线损耗耗 L(diff)L(diff)屋屋顶绕顶绕射射损损耗耗 L(mult)L(mult)环环绕绕基基站站天天线线周周围围建建筑筑物物多多次反射的次反射的损损耗。耗。36精选ppt经验经验公式：公式：okumura HaTaokumura HaTa模型模型L Lf f=69.55=69.55+26.16 26.16 log log F(MHz)F(MHz)13.82log 13.82log h h T T(m)(m)(hr)+(44.9 6.55log h(hr)+(44.9 6.55log h T T(m)log d(Km)(m)log d(Km)对对大城市大城市 (hr (hr）=3.21log(11.75hr(m)2-4.97=3.21log(11.75hr(m)2-4.97对对小城市小城市 (hr (hr）=(1.1logF(MHz)-0.7)hr-(1.56logF(MHz)-0.8)=(1.1logF(MHz)-0.7)hr-(1.56logF(MHz)-0.8)上式适用于：上式适用于：1d20(Km)1d20(Km)30h 30hT T200(m)200(m)15F1500(MHz)15F1500(MHz)37精选ppt对对于于F=900MHzF=900MHz，h hT T =30m30m，h hT T =1.5m=1.5m，中中等等城城市市=0=0，上式上式L Lf f=126.42+35.22log d(Km)=126.42+35.22log d(Km)与自由空与自由空间传间传播模比播模比较较：L Lf f=91.52+20log d(Km)=91.52+20log d(Km)与平面反射型：与平面反射型：L Lf f=86.94+40log d(Km)=86.94+40log d(Km)可看出，可看出，经验经验公式比理公式比理论论公式的路公式的路损损高。高。38精选pptOkumuraOkumura将将环环境境分分为为三三类类：开开阔阔地地、郊郊区区、城城市市分分别别由不同的相关因子来由不同的相关因子来补偿补偿。开开阔阔地：地：L L0 0=L=Lf f+K+K0 0 K K0 0=-4.78(logF(MHz)=-4.78(logF(MHz)2 2+18.33logF(MHz)-40.94+18.33logF(MHz)-40.94郊区：郊区：L L0 0=L=Lf f+K+Ks sKs=-2(logF(MHz)/28)25.4对对900MHz900MHz：K K0 0 =-28.5dB K=-28.5dB Ks s=-10dB=-10dB对对1800MHz1800MHz：K K0 0 =-32dB K=-32dB Ks s=-12dB=-12dB39精选ppt 例：例：Okumura-HaTaOkumura-HaTa经验经验公式中可以看出基站天公式中可以看出基站天线线有效高度增益因子有效高度增益因子为为13.82logH13.82logHT T(m(m）显显然小于双射然小于双射线线模。模。路路损变损变化与覆盖距离的关系化与覆盖距离的关系较较前面两种模式复前面两种模式复杂杂，它与基站的有效高度有关，以，它与基站的有效高度有关，以H HT T=30=30米米为为例可得例可得如下如下结结果：果：增益（dB)覆盖距离d/d11.0621.1431.2441.3051.3861.5040精选ppt目前网目前网络络覆盖中存在的覆盖中存在的问题问题：1 1、网网络络建建设设周周期期短短，建建设设速速度度快快，施施工工队队伍伍经经验验不不足，管理跟不上，留下足，管理跟不上，留下许许多工程多工程隐隐患。患。2 2、网、网络络最初最初规规划、划、设计设计不完全合理，无不完全合理，无线传线传播中存在播中存在许许多无法完全确定的因素，多无法完全确定的因素，这这些因素影响着无些因素影响着无线线覆盖。覆盖。3 3、网、网络络投入投入营营运后：运后：(1)(1)终终端用端用户户的的变变化（地理分布）化（地理分布）(2)(2)网网络络运行运行环环境的境的变变化（城市建化（城市建设发设发展）展）(3)(3)网网络结络结构的构的变变化（覆盖范化（覆盖范围围，系，系统统容量）容量）(4)(4)新新业务业务的开拓的开拓 都都需需要要网网络络进进行行调调整整，这这个个调调整整过过程程也也可可称称为为网网络络优优化化过过程。程。41精选ppt四、无四、无线线覆盖与网覆盖与网络营络营运性能的关系运性能的关系 网网络络营营运运的的性性能能主主要要由由呼呼损损率率、掉掉话话率率、切切换换成成功功率率、干干扰扰来考来考虑虑。呼呼损损率率：首首先先影影响响呼呼损损的的是是话话务务均均衡衡、信信道道容容量量，但但是是话话务务均均衡衡与与覆覆盖盖其其大大小小有有关关，呼呼损损也也与与覆覆盖盖区区中中信信号号的的电电平有关。平有关。掉掉话话率率：与与小小区区切切换换成成功功率率有有关关，也也与与覆覆盖盖区区中中信信号号是否均匀有关，另外与是否存在干是否均匀有关，另外与是否存在干扰扰有关。有关。42精选ppt 切切换换成成功功率率：与与切切换换系系数数数数量量正正确确与与否否有有关关，与与小小区定区定义邻义邻区覆盖区覆盖电电平是否合理有关。平是否合理有关。干干扰扰：干：干扰扰主要来自系主要来自系统统外及系外及系统统内自干内自干扰扰，这这主要是由于覆盖无主要是由于覆盖无线线覆盖覆盖设设置不合适有关。置不合适有关。43精选ppt 由此可看出，所有网由此可看出，所有网络营络营运的指运的指标标均与无均与无线线覆盖密覆盖密切相关。可以切相关。可以说说，无，无线线覆盖是网覆盖是网络营络营运的基运的基础础，没有好，没有好的无的无线线覆盖，就不会有好的网覆盖，就不会有好的网络营络营运性能。在网运性能。在网络优络优化化中，只有作好了无中，只有作好了无线线覆盖的覆盖的优优化，再做其他信道化，再做其他信道设设置与置与无无线线参数的参数的优优化，才能达到真正的网化，才能达到真正的网络优络优化效果，才能化效果，才能达到事半功倍的目的。达到事半功倍的目的。44精选ppt谢谢谢谢大家！大家！45精选ppt此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！