4TDSCDMA高级培训教材之四 智能天线.docx

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4TDSCDMA高级培训教材之四智能天线

内容概述规范2

概述

概述网络线V1.9.267<;7>?

@ABCDEFGHUV,-./QRSTIWXYZ[\];进一步通过网络运营验证/企标中的部分指标有待3

内容概述规范4

规范提纲-1

5

规范提纲-2

6

规范提纲-3

机械性能指标要求

§共同指标要求

§4/6/8path指标要求

7

规范提纲-4

可靠性要求

天线美化要求

§美化原则

§天线美化类型及要求

8

内容概述规范

9

智能天线原理

介绍：

Ø没有“智能”的天线.

Ø只有“智能”的天线系统.

智能天线系统的组成：

1.天线阵列，

2.

使天线系统智能化的数字信号处理算法。

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TD系统的智能天线系统架构11©2006CNTTR.AllRightsReserved.

TD系统无线网络设计的新特点空间方向性能量集中降低干扰增大覆盖提高容量经济定位方式12©2006CNTTR.AllRightsReserved.

传统天线和智能天线的对比-定向定向天线的对比传统天线的广播波束传统天线的业务波束智能天线的广播波束©2006CNTTR.AllRightsReserved.智能天线的业务波束13

传统天线和智能天线的对比-全向全向天线的对比传统天线的广播波束传统天线的业务波束智能天线的广播波束©2006CNTTR.AllRightsReserved.智能天线的业务波束14

智能天线圆阵和线阵的比较圆阵天线赋形效果更稳定，线阵天线赋形效果随方向有更恶化的趋势15©2006CNTTR.AllRightsReserved.

智能天线发射波束形成DBF16©2006CNTTR.AllRightsReserved.

TD-SCDMA智能天线算法介绍波束扫描法（GOB）将整个空间分为L个区域，并为每个区域设置一个初始角度。

以各个区域的初始角度的方向向量为加权系数，计算接收信号功率，然后找到最大功率对应的区域，再将该区域的初始角度当作估计的到达角特征值分解法（EBB）对于整个波束空间，找到使接收信号功率最大的赋形权矢量。

这通过对用户空间相关矩阵进行特征分解，找到最大特征值对应的特征向量即为权矢量17©2006CNTTR.AllRightsReserved.

GOBGOB算法是一种固定波束扫描的方法当用户在小区中移动时，它通过测向确定用户信号的到达方向（DOA，然后根据信号的DOA选取预先设定的波束赋形系数进行加权，将方向图的主瓣指向用户方向，从而提高用户的信噪比信号干扰波束转换动态相控阵自适应天线阵18©2006CNTTR.AllRightsReserved.

EBB（EigenvalueBasedBeamforming）EBB算法是一种自适应的波束赋形算法，其方向图没有固定的形状，随着信号及干扰而变化。

EBB算法目标：

最小化其他用户信号干扰，最大化有用信号的能量。

信号干扰波束转换动态相控阵自适应天线阵19©2006CNTTR.AllRightsReserved.

两种算法的比较（1从减少对其他用户干扰的角度来说，EBB要明显优于GOB算法。

对前面的GOB算法和EBB算法比较可以看出，GOB使期望用户接收功率最强。

而EBB算法则是在使期望用户接收功率最大的同时，还要考虑对其他用户干扰的问题。

另外，即使将R（kIp简化为单位矩阵，EBB算法得到的w（kHR（kw（kxx2σθ,l=aθ,lRxxmaθ,l,H（k也大于GOB算法的所以EBB算法的性能优于GOB算法。

20©2006CNTTR.AllRightsReserved.

两种算法的比较（2

21

两种算法的比较（3

22

两种算法的比较（4

23

天线的分类

24

天线构造-定向

1-天线罩2-金属反射板3-金属隔离条4-馈电网络5-幅射阵列

6、7-校准网络和屏蔽盖

8-射频接头25

天线构造-

全向

-支架：

包括：

以及中轴

-辐射阵列-校准网络-天线罩-射频接头

26

支撑盘、底盘、顶盖

智能天线支持的频段

全向天线可以支持2010-2025ＭＨz频段。

工作频段：

2300-2400MHz

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智能天线端口标识

基准轴

基准轴

x

业务波束指向

x

业务波束指向

1角

z

角

z

2

CAL

8

3

7

4

y

8

7

6

5

CAL

4

3

2

1

（a）全向智能天线阵列

（b）扇区智能天线阵列

智能天线阵外部结构及基准轴坐标示意图（1～8为八列单元天线阵单元馈电端口）

8path定向智能天线-1

工作频段a

1880-1920MHz2010-2025MHz2300-2400MHz垂直极化

8（辐射端口＋1（校准端口≥50W0/3/6/9±0.5°-26±2dB<0.7dB<5º<1.5<1.5<2>20dB

通用参数

极化方式端口数目

每端口连续波功率容量电下倾角预设值b电下倾角精度

校准端口至各辐射端口的耦合度校准端口至各辐射端口的幅度最大偏差c校准端口至各辐射端口的相位最大偏差c校准端口电压驻波比d辐射端口电压驻波比e

校准参数

电路参数辐射端口有源电压驻波比（工作区的所有扫描角内）f

相邻辐射端口之间隔离度

29

8path定向智能天线-2

水平面半功率波束宽度

单元波束

单元波束增益前后比（dB）l水平面3dB波束宽度

广播波束

辐射参数

广播波束增益g

波束±60o边缘功率下降h垂直面半功率波束宽度0o指向波束增益i

0o指向水平面半功率波束宽度±55o指向波束增益j

业务波束

±55o指向水平面半功率波束宽度±55o指向水平面方向图副瓣电平±60o方向的功率下降（相对±55o波束）k前后比

业务波束指向偏移（每15M频段范围

90o±10º（2010-2025o±10º（1880-1920≥15dBi＞2365o±5o>16dBi9dB±2dB≥7o

>23.5dBi<15o>18.5dBi<24.5o<-7dB＜1.5dB>28dB<1.5o

垂直面波束赋形指标要求

31

阵列要求

内容

指标<15dB<10dB

阵列间距

交叉极化比（轴向）交叉极化比（±60度范围内）

§对于1880-1920ＭＨz、2010-2025频段定向天线，阵列间距取λ/2。

目前要求取75mm

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增益系列化要求

指标单元波束增益（dBi）广播波束增益（dBi）0度扫描时的业务波束增益

（dBi最大扫描角时的业务波束增益

（dBi垂直面方向图半功率波束宽度

（度）天线总高度（mm）

原指标（参考）a

GeGbGs1

增益+1dBGe+1dBGb+1dBGs1+1dB

增益-1.5dBGe–1.5dBGb–1.5dBGs1–1.5dB

增益-3dBGe–3dBGb–3dBGs1–3dB

Gs2Gs2+1dBGs2–1.5dBGs2–3dB

VhpbwVhpbw/1.26Vhpbw/0.7Vhpbw/0.5

HH*1.26H*0.7H*0.5

注a:

原指标的参考值从相应的表5-1~5-3中得到。

33

广播波束宽度的约定

§在天线器件支持广播波束赋形权值参数可满足半功率宽度达到65o±5o下的性能要求基础上，在不更改硬件的前提下可以满足系统进行30度、90度及120度水平面半功率波束的广播波束赋形的要求。

项目误差范围

增益变化（以65度增益为基础）

30度±3o+1.5

65度±5o0

90度±8o-1

120度±10o-1.5

34

广播波束权值的约定

35

智能天线的校准原理

36

37

智能天线校准的基本原理

上行校正时，校正通道发确定信号，上行通道接收，并算出各个上行通道的幅相特性

通过多次校正结果的平均，获取可靠的通道校正权值

38

天线射频通道校准

定射幅度相

位补偿

39

幅度相位误差对方向图的影响

0°时的包络

40

校准网络要求

另外满足上述最大幅度偏差小于0.7dB，最大相位偏差小于5度的要求。

当一个1mX1m的金属反射板由远靠近天线正面0.5m过程中，天线口到校准口的传输系数变化范围：

<0.5dB/4度。

41

机械性能

42

环境及可靠性指标

43

天线美化要求

包含：

筑伪装型、植物型、型

44

建灯

附录A：

智能天线应用场景

项目尺寸（mm）重量（kg）

8path/定向

1307×644×70

6path/定向

1307×512×70

4path/定向

1307×344×70

8path/全向

790×248×248

2015-2-3~13%-15%-20%

12-6-40%-35%-40%

15-11TBD50%-30%

性能下降（dB0容量差别覆盖差别天线成本比较

———

45

附录B：

电性能和环境测试要求电性能测试§增益测量§方向图圆度（全向天线）、半功率波束宽度、前后比、副瓣电平的测量§天线电下倾角测量§驻波比测量§隔离度测量§校准电路参数测量§功率容限测量环境测试要求§遵循信产部规范环测标准©2006CNTTR.AllRightsReserved.46

附录C：

天线安装指导要求定向天线安装全向天线安装伪装天线安装GPS天线安装47©2006CNTTR.AllRightsReserved.

附录D：

TD-SCDMA天线系统改进指导意见降低安装复杂度方面的考虑§改进馈线接头工艺，提高安装效率。

§8path天线通过采用RRU方式使馈线数目从31减到7§6/8path天线可采用集束电缆方式安装降低天面及环境要求方面的考虑§考虑采用镂空型低风阻设计，进一步降低安装要求和重量提高性能方面的考虑§电调智能天线©2006CNTTR.AllRightsReserved.§6单元阵改进48

附录E：

检测、标志、包装、运输、贮存产品标志（铭牌）©2006CNTTR.AllRightsReserved.§§§§§§§§§§制造商名称；产品名称；商标；产品型号；制造日期；产品序列号；频段、增益（业务零度波束增益）；电下倾角；阵列形式和单元数目；检验合格标志。

49