智能天線廣播波束賦形技術(shù)在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中應(yīng)用

1、-2-智能天線廣播波束賦形技術(shù)在智能天線廣播波束賦形技術(shù)在TD-SCDMATD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的應(yīng)用2009年7月中國移動通信集團(tuán)河北有限公司-3- 智能天線是我國自主創(chuàng)新的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA中的關(guān)鍵技術(shù)，為了建設(shè)運營好TD網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)中國移動集團(tuán)設(shè)計院提出的智能天線廣播波束賦形新思路，河北移動公司聯(lián)合河北設(shè)計分公司與部分產(chǎn)業(yè)鏈伙伴開展了智能天線廣播波束賦形應(yīng)用的研究活動，創(chuàng)造性地實現(xiàn)了智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用的重大突破，在TD網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中取得了顯著效果。 該成果目前已經(jīng)由中國移動集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)部向全國進(jìn)行了推廣，并取得了積極的效果。-4-智能天線廣播波束賦形技術(shù)背景介紹

2、智能天線廣播波束賦形技術(shù)背景介紹1 1智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用效果智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用效果2 2智能天線廣播波束賦形技術(shù)成果匯總智能天線廣播波束賦形技術(shù)成果匯總3 3-5-振子：天線基本輻射單元；陣元：由多個振子組成的獨立輻射通道；單極化8陣元智能天線雙極化8陣元智能天線P6P5P1P2P3P4P7P8P1P2P3P4P5P7P8P6振子振子陣元陣元振子振子陣元陣元-6- TD-SCDMA與其它3G標(biāo)準(zhǔn)最大的區(qū)別最大的區(qū)別就是智能天線技術(shù)，可以通過智能天線技術(shù)實現(xiàn)波束賦形的能力。 波束賦形是指通過調(diào)整智能天線各天線陣元的幅值和相位，來使天線波束方向圖形狀變?yōu)橹付úㄊ螤睢?智能天線

3、波束賦形分為業(yè)務(wù)波束賦形（業(yè)務(wù)時隙）與廣播波束賦形（廣播時隙）。 業(yè)務(wù)波束的賦形是面向單個用戶的，應(yīng)用于用戶發(fā)起業(yè)務(wù)階段。目前各主設(shè)備廠家已經(jīng)較好的實現(xiàn)了業(yè)務(wù)波束的賦形。 廣播波束的賦形是面向整個小區(qū)的，應(yīng)用于用戶處于空閑狀態(tài)。各主設(shè)備商未充分重視對廣播波束賦形，這就容易造成覆蓋效果與規(guī)劃方案的差異，導(dǎo)致覆蓋空洞和干擾問題的產(chǎn)生。 因此為了靈活控制小區(qū)的覆蓋范圍，我們提出通過廣播波束賦形技術(shù)手段進(jìn)行覆蓋優(yōu)化的思路，目前主要可以通過改變廣播波束的寬度和指向來優(yōu)化小區(qū)的覆蓋。 TS5TS5TS4TS4TS0TS0TS2TS2TS1TS1GPUpPTSDWPTSTS3TS3TS6TS6廣播時隙廣播時

4、隙業(yè)務(wù)時隙業(yè)務(wù)時隙-7-2. 改變廣播信道波束的指向；1. 改變廣播信道的波束寬度；廣播波束賦形技術(shù)的覆蓋優(yōu)化方式舉例如下： 3.改變廣播信道波束的形狀，根據(jù)需求形成部分特殊場景需要的覆蓋形狀，比如類似馬鞍形的覆蓋形狀。1.2 TD-SCDMA多陣元智能天線的特點-8-普通天線TD-SCDMA多陣元智能天線-9-半功率角是指天線覆蓋范圍中功率下降一半這個范圍的天線角度。由半功率角是指天線覆蓋范圍中功率下降一半這個范圍的天線角度。由于天線輻射能量固定，所以半功率角越大于天線輻射能量固定，所以半功率角越大, ,覆蓋面就會越寬，但覆蓋覆蓋面就會越寬，但覆蓋距離也就越近。不同的半功率角適用于不同的場景

5、，在市區(qū)一般采用距離也就越近。不同的半功率角適用于不同的場景，在市區(qū)一般采用6565度半功率角，在縣區(qū)一般采用度半功率角，在縣區(qū)一般采用9090度半功率角。度半功率角。單扇區(qū)65度半功率角-10- 為充分研究智能天線廣播波束賦形技術(shù)，按照集團(tuán)和省公司領(lǐng)導(dǎo)不斷創(chuàng)新的要求,更好的完成TD建設(shè)、維護(hù)、優(yōu)化任務(wù)，在李連貴總經(jīng)理所提出的“龍舟精神”的指引下，我省充分發(fā)揚團(tuán)隊精神，由多個部門共同組成了智能天線攻關(guān)組，由宋曉惠副總經(jīng)理親自掛帥。1.4 項目開展的思路TD智能天線廣播信道波束賦形項目的開展過程：-11- 權(quán)值仿真軟件對于我們項目的開展是至關(guān)重要的第一步。我們需要使用仿真軟件根據(jù)廠家提供的權(quán)值數(shù)

6、據(jù)來生成仿真波形，從而才具備進(jìn)行權(quán)值生成和核查的前提基礎(chǔ)。-12- 暗室測試的目的是為了驗證軟件仿真結(jié)果和暗室測試結(jié)果的一致性，從而驗證軟件仿真效果的可靠性和權(quán)值數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（微波暗室廣泛應(yīng)用于軍事和民用的高精度電磁場測試，可有效的降低反射電波和外界干擾電波對測試的影響）-13-單極化65度廣播波束測試單極化90度廣播波束測試 雙極化65度廣播波束測試 單極化65度偏轉(zhuǎn)10度廣播波束測試暗室測試驗證了仿真結(jié)果和測試結(jié)果的吻合度很高。1、驗證了仿真軟件可靠性和權(quán)值數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；2、進(jìn)一步驗證了廣播波束可以根據(jù)需求進(jìn)行賦形。-14-單極化40度-調(diào)整后仿真圖單極化65度-調(diào)整前仿真圖 為了驗證廣播

7、波束賦形技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)中的應(yīng)用效果，我們選擇對典型基站進(jìn)行驗證，該小區(qū)的主瓣覆蓋較弱，將半功率角由65度調(diào)整至40度來增強(qiáng)主瓣方向上的覆蓋。-15-單極化65度-調(diào)整前路測圖單極化40度-調(diào)整后路測圖 通過DT測試分析，調(diào)整前后覆蓋明顯提高，-80 -70dBm的覆蓋比率明顯增多，-95 -80dBm的覆蓋比率有所降低。ThresholdThreshold-115-115-105-105-105-95-95-95-80-80-80-70-70-7060-60-60-40調(diào)整前所占比例0.56%5.62%61.71%32.11%0.00%0.00%調(diào)整后所占比例0.22%8.29%53.37%37.

8、03%0.98%0.00%變化值（所占比例）-0.342.67-8.34-8.344.924.920.980.00基站基站基站基站1 11 12 22 23 33 3-16-智能天線廣播波束賦形技術(shù)背景介紹智能天線廣播波束賦形技術(shù)背景介紹1 1智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用效果智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用效果2 2智能天線廣播波束賦形技術(shù)成果匯總智能天線廣播波束賦形技術(shù)成果匯總3 3-17- 我們將廣播波束賦形技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用。 通過對河北現(xiàn)網(wǎng)TD一期、二期基站權(quán)值數(shù)據(jù)進(jìn)行普查，發(fā)現(xiàn)智能天線權(quán)值設(shè)置的匹配性較差，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)覆蓋出現(xiàn)了不同程度的空洞和干擾。針對發(fā)現(xiàn)的問題，我們對不同場景的權(quán)值數(shù)據(jù)

9、進(jìn)行規(guī)范化設(shè)置，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量得到明顯改善。-18- 部分市區(qū)基站的天線權(quán)值設(shè)置不合理，造成覆蓋空洞較多，且下旁瓣對鄰區(qū)產(chǎn)生了干擾。于是根據(jù)市區(qū)設(shè)置為65度半功率角的能夠達(dá)到最好覆蓋效果的經(jīng)驗，我們對其進(jìn)行了規(guī)范。 不合理權(quán)值單極化65度權(quán)值2.1 2.1 場景一：市區(qū)權(quán)值參數(shù)設(shè)置不合理造成的影響場景一：市區(qū)權(quán)值參數(shù)設(shè)置不合理造成的影響-19-根據(jù)經(jīng)驗，縣區(qū)采用90度的半功率角的覆蓋效果最好，但發(fā)現(xiàn)某地縣區(qū)大約90%以上的基站權(quán)值設(shè)置成了120度，導(dǎo)致主瓣方向信號能量過于分散，覆蓋距離較近，無法滿足縣區(qū)的覆蓋需求，于是將其規(guī)范為90度的權(quán)值。單極化120度權(quán)值單極化90度權(quán)值2.2 2.2 場景二：

10、縣區(qū)權(quán)值參數(shù)設(shè)置不合理造成的影響場景二：縣區(qū)權(quán)值參數(shù)設(shè)置不合理造成的影響-20-部分基站的天線權(quán)值設(shè)置未區(qū)分單極化、雙極化及天線廠家來進(jìn)行設(shè)置，使小區(qū)覆蓋形狀發(fā)生了畸變，對其進(jìn)行了規(guī)范化的設(shè)置。雙極化權(quán)值輸入到單極化天線中單極化權(quán)值輸入到雙極化天線中京信權(quán)值輸入到國信天線中2.3 2.3 場景三：權(quán)值參數(shù)設(shè)置未區(qū)分天線類型造成的影響場景三：權(quán)值參數(shù)設(shè)置未區(qū)分天線類型造成的影響-21-2.4 2.4 局部地區(qū)智能天線權(quán)值參數(shù)規(guī)范后的指標(biāo)提升情況局部地區(qū)智能天線權(quán)值參數(shù)規(guī)范后的指標(biāo)提升情況-22-智能天線廣播波束賦形技術(shù)智能天線廣播波束賦形技術(shù)背景介紹背景介紹1 1智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用效果智能天線廣播波束賦形技術(shù)應(yīng)用效果2 2智能天線廣播波束賦形技術(shù)成果匯總智能天線廣播波束賦形技術(shù)成果匯總3 3-23-在中國移動集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)部的指導(dǎo)和河北移動公司領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我們在TD智能天線波束賦形方面取得了豐碩成果：1、聯(lián)合天線廠家開發(fā)出了權(quán)值仿真軟件2、制定了TD-SC