【正文】 常在 20～ 40dB之間，叫小尺度衰落。服從瑞利分布，也叫瑞利衰落。 電波的多徑傳播 在傳播途徑中遇到大障礙物時，電波會繞過障礙物向前傳播，這種現(xiàn)象叫做電波的繞射。超短波、微波的頻率較高，波長短，繞射能力弱，在高大建筑物后面信號強度小，形成所謂的 “ 陰影區(qū) ” 。信號質量受到影響的程度，不僅和建筑物的高度有關，和接收天線與建筑物之間的距離有關，還和頻率有關。例如有一個建筑物，其高度為 10 米，在建筑物后面距離200 米處，接收的信號質量幾乎不受影響，但在 100 米處，接收信號場強比無建筑物時明顯減弱。注意，誠如上面所說過的那樣，減弱程度還與信號頻率有關，對于 216 ～ 223 兆赫的射頻信號，接收信號場強比無建筑物時低 16 dB，對于 670 兆赫的射頻信號，接收信號場強比無建筑物時低20dB .如果建筑物高度增加到 50 米時，則在距建筑物 1000 米以內，接收信號的場強都將受到影響而減弱。也就是說，頻率越高、建筑物越高、接收天線與建筑物越近，信號強度與通信質量受影響程度越大；相反，頻率越低，建筑物越矮、接收天線與建筑物越遠，影響越小。 因此，選擇基站場地以及架設天線時，一定要考慮到繞射傳播可能產(chǎn)生的各種不利影響，注意到對繞射傳播起影響的各種因素。 電波的繞射傳播 蜂窩移動通訊對天線的要求 基站天線的要求 電子科技大學 賈寶富 博士 基站天線設計講座（一） 網(wǎng)絡優(yōu)化中的天線 網(wǎng)絡優(yōu)化的概念 ? 無線網(wǎng)絡優(yōu)化是指按照一定的準則對通信網(wǎng)絡的規(guī)劃、設計進行合理的調整，使網(wǎng)絡運行更加可靠經(jīng)濟，網(wǎng)絡服務質量優(yōu)良、無線資源利用率較高，這是對用戶及營運商都是十分重要的。 ? 網(wǎng)絡服務的質量 ITUT（國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組 ）建議 E?800對服務的質量劃分為六項，內容如下 ： ? 六項服務中與網(wǎng)絡優(yōu)化有關的服務能力有三項： ? 業(yè)務接入能力。即在用戶請求時在一定的容量限制和其他給定條件內，得到業(yè)務的能力，在移動通信中該項性能可看作呼損問題。 ? 業(yè)務保持能力。即在一經(jīng)接通后就能在給定的時間及條件下，保持通信的能力，通常又稱掉話問題。 ? 業(yè)務完善能力。即在通信中保證通話質量、防止干擾的問題。 網(wǎng)絡優(yōu)化的主要內容 ? 按照前面所說到的服務能力要求可歸結出網(wǎng)絡優(yōu)化的主要內容為： ? 力爭作到網(wǎng)絡的無縫隙覆蓋至少達到 90%，覆蓋區(qū)無盲區(qū)，同時保證照射區(qū)內達到最低接收電平； ? 無線資源的合理配置，提高頻率的復用系數(shù)，擴大網(wǎng)絡的容量； ? 減少干擾，降低掉話率，提高切換成功率。 ? 上述三項內容集中起來就是網(wǎng)絡容量及網(wǎng)絡覆蓋兩個方面問題。這些都與基站天線參數(shù)的正確選擇與調整密切相關。 網(wǎng)絡優(yōu)化中天線的作用 （ 1） ? 抗衰落方式： 我們都很熟悉在移動通信中由于多徑傳輸使信號產(chǎn)生快衰落，衰落電平變化幅度可達 30dB，每秒鐘近 20次，這顯然是嚴重的干擾。 ? 目前解決多徑干涉引起的快衰落主要依靠天線的空間分集與極化分集； ? 第三代移動通信中利用 Rake接收機技術及智能天線可以更有效的解決多徑傳輸引起的信號快衰落效應。 ? 天線的選取： 為了達到無縫隙覆蓋，同時減少小區(qū)間的相互干擾，正確選擇基站天線是十分重要的。 ? 目前對于三扇區(qū)在話務量密集地區(qū)通常選用半功率波束寬度為 65o的雙極化定向天線； ? 對于話務量不大，主要考慮覆蓋面積大的要求，此時基站間距大，則可用全向天線。 網(wǎng)絡優(yōu)化中天線的作用（ 2） ? 下傾角的調整： 對高話務量區(qū)也可通過調整基站天線的俯仰角改善照射區(qū)的范圍，使基站的業(yè)務接入能力加大；而對低話務量區(qū)也可通過調整基站天線的俯仰角加大照射區(qū)范圍，吸入更多的話務量，這樣可以使整個網(wǎng)絡的容量擴大，通話質量提高。根據(jù)公式 （式中是波束傾角，h為基站天線高度， r為站間距離）可算出天線的俯仰角（波束傾角）。 ? 對于話務量密集地區(qū)，基站間距離大約在 300 ~ 500米時，大約在 10o ~ 19o之間； ? 對于話務量中密集區(qū)，基站間距離大于 500米，此時大約在 6o ~ 16o之間； ? 對于低話務量區(qū)，由于基站間距離可能更大一些，大約在 3o ~ 9o之間。 ? 天線高度的調整： 為了減少照射區(qū)內由于建筑物而產(chǎn)生的阻抗效應，還需對天線架設高度進行調整，這樣才能保證照射區(qū)內滿足最低照射電平要求。 ? 塔下“黑”的問題的解決： 利用賦形天線（上旁瓣抑制、下旁瓣零值填充），可以降低其它基站帶來的干擾及徹底解決塔下“黑”的問題。 ? 以上所介紹的僅只是優(yōu)化過程中部分天線的有關問題。 ? 由此可看出天線雖然在整個天線組網(wǎng)中僅占經(jīng)費比例的 1 ~ 2%，但它在網(wǎng)絡優(yōu)化及維護工作中所占的工作量幾乎是 50 ~ 60%?？梢哉f如果沒有好的天線，就不會有好的無線網(wǎng)絡，更不會有高質量的無線移動通信服務。 天線分集技術 ? 分集概念 ? 快速衰落與空間位置、極化、頻率、時間有關，對其中的某個參數(shù)進行可選擇性接收。 接收信號強度 接收距離 分集技術 按照慣性思維 ， 在瑞利衰落存在時 ， 欲保持通信質量 ， 可以加大發(fā)射功率 。但是 ， 加大發(fā)射功率有許多困難和限制 。 分集技術就是在不加大發(fā)射功率的條件下克服信號衰落 ， 改善通信質量的技術 。 原理： 用多種可能的途徑采樣接收信號 ， 對接收到的信號進行組合或分類， 以選擇最好的信號 。 分集技術有時間分集 ， 頻率分集 ， 空間分集和極化分集等 ， 在蜂窩移動通信中使用的是空間分集和時間分集 。 空間分集： 如果兩個接收天線間隔大于 ， 其互耦可以不考慮 ， 接收信號被認為是不相關的 。 把幾個天線連接到一個多輸入的接收機中 ， 通過矢量運算 ， 選擇出最好的接收信號或合成信號 ， 通常能提高接收增益 3～ 5dB。 從而不改變發(fā)射功率 。 使上下行到達平衡 。 極化分集： 兩個正交極化的信號是不相關的 ， 即使在復雜的環(huán)境中 ， 極化分集的功率差別也有 6～ 10dB。 三個雙極化天線的分集效果和 9個天線的空間分集效果相當。 分集技術 ? 常用分集技術有：極化分集和空間分集。 ? 極化分集：利用不同極化天線的接收信號之間的不相關性獲得分集增益。 ? 空間分集：利用信號路徑衰落不相關性獲得分集增益?？煞譃椋核椒旨痛怪狈旨? ? 水平分集距離與天線高度的關系： ? D=(H/10) （ D：接收天線之間的距離； H：天線的有效高度。） ? 工程中水平分集距離的一般要求 ? 900MHz： 最小： 3m 建議： 6m ? 1800MHz： 最小： 2m 建議： 4m ? 垂直分集距離一般為水平分集距離的 56倍，一般不以采用。 極化分集與空間分集的比較 工程經(jīng)驗：城市中小區(qū)制 ——極化分集稍優(yōu) 郊區(qū)及農(nóng)村大區(qū)制 ——空間分集稍優(yōu) 遙控電調電下傾天線 ? 前面我們已經(jīng)介紹了在網(wǎng)絡優(yōu)化中需要不斷地調整天線的俯仰角。目前實現(xiàn)天線俯仰角的方法主要有兩種： ? 機械下傾 ? 電下傾 遙控電調電下傾天線 電下傾的產(chǎn)生 無下傾時 在饋電網(wǎng)絡中 路徑長度相等 有下傾時 在饋電網(wǎng)絡中 路徑長度不相等 結束語 ? 本次講座初步介紹移動通訊用天線的一些基礎知識。主要目的是給初學者建立移動通訊用天線的基本參數(shù)、結構形式的初步概念。 ? 下一次將介紹移動通訊用天線的設計與仿真。 謝謝！