基站天線與通信中的干擾抑制設(shè)計(jì)

覆蓋、容量、吞吐率是移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商最為關(guān)注的三大指標(biāo)。隨著移動(dòng)通信的不斷發(fā)展普及，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度與深度都已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平?？墒窃趯?shí)際運(yùn)營(yíng)中，運(yùn)營(yíng)商經(jīng)常會(huì)接到客戶類似這樣的投訴“為什么我的手機(jī)有信號(hào)，卻無(wú)法撥出電話？”“為什么我的手機(jī)顯示已連接，下載速度卻是0？”是什么降低了網(wǎng)絡(luò)性能，直接影響用戶體驗(yàn)？其背后的元兇就是----干擾。

對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)而言，一切非有用信號(hào)皆可視為干擾信號(hào)。干擾信號(hào)的存在將直接降低系統(tǒng)的信噪比（或載干比），導(dǎo)致系統(tǒng)的容量下降，降低系統(tǒng)吞吐率。然而，隨著越來(lái)越多的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)被部署，無(wú)線局域網(wǎng)及個(gè)人熱點(diǎn)等設(shè)備的大規(guī)模使用，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，無(wú)線干擾情況也日益嚴(yán)重。因此，抑制干擾信號(hào)，降低其對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，是每一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商都必須面對(duì)的課題。

摩比天線致力于為全球移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商提供全方位的基站天線解決方案，并針對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的不同場(chǎng)景，推出了系列化基站產(chǎn)品以解決系統(tǒng)中的干擾問題：

1. 越區(qū)干擾與高上旁瓣抑制天線：

基站天線主波束以上的波瓣被稱為上旁瓣，上旁瓣電平與主波束電平之間的差值，稱為上旁瓣抑制。通常，網(wǎng)絡(luò)覆蓋由基站天線的主波束完成，主波束以上的上旁瓣則會(huì)指向臨近扇區(qū)，當(dāng)基站天線的上旁瓣抑制不夠時(shí)，則會(huì)對(duì)臨近小區(qū)造成越區(qū)干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐上噜徴军c(diǎn)的接收機(jī)阻塞，導(dǎo)致站點(diǎn)癱瘓。

上旁瓣造成越區(qū)干擾示意圖

針對(duì)此問題，摩比天線推出了高上旁瓣抑制基站天線系列產(chǎn)品，頻段覆蓋CDMA800，GSM900，DCS1800，PCS1900，WCDMA2100，LTE2600等全部主流移動(dòng)通信頻段，可提供最高達(dá)20dB的上旁瓣抑制，相比普通基站天線，將上旁瓣帶來(lái)的干擾信號(hào)降低70%以上。該系列產(chǎn)品被大量部署于日本、泰國(guó)、印度等運(yùn)營(yíng)商的全國(guó)網(wǎng)絡(luò)中，收到良好成效。

2. 共站址干擾與高前后比天線

隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)制式及頻段的不斷增加，不同移動(dòng)通信系統(tǒng)的共站址成為大勢(shì)所趨。在同一通信鐵塔甚至同一天線抱桿上安裝數(shù)面天線的情況已經(jīng)十分普遍。由于塔上空間小，天線之間距離較近，而基站發(fā)射功率較大，因此不同天線之間信號(hào)的互相干擾現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。針對(duì)此問題，摩比天線推出了高前后比天線系列產(chǎn)品，頻段覆蓋CDMA800，GSM900，DCS1800，PCS1900，WCDMA2100，LTE2600等全部主流移動(dòng)通信頻段，可提供最高達(dá)35dB的前后比，有效減少塔上系統(tǒng)間干擾，大幅度提高網(wǎng)絡(luò)性能，特別是對(duì)WCDMA等同頻組網(wǎng)系統(tǒng)尤為有效。此外，摩比高前后比天線產(chǎn)品還被諸多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商選擇進(jìn)行邊境沿線覆蓋，以解決國(guó)境線周圍群眾投訴的天線后瓣覆蓋越境所造成的國(guó)際漫游天價(jià)話費(fèi)問題。

3. 高站址覆蓋與大下傾角電調(diào)天線

隨著經(jīng)濟(jì)不斷快速發(fā)展，現(xiàn)代城市的建筑平均高度逐年上升，導(dǎo)致城市站點(diǎn)的站址高度也逐漸攀升。與此同時(shí)，隨著城市化進(jìn)程的逐漸加快，城市人口密度也日益增加，城市站點(diǎn)數(shù)量隨之不斷增加，站點(diǎn)間距相應(yīng)逐漸縮短。由下圖可知，天線的架設(shè)高度H，小區(qū)覆蓋范圍L，與天線的下傾角φ，及天線垂直波束寬度2α，具有如下的確定關(guān)系：L=H/tan(φ- α)。

天線架設(shè)高度、下傾角與覆蓋距離關(guān)系示意圖

因此，隨著站點(diǎn)高度H的增加以及站點(diǎn)間距L的縮小，天線需要被設(shè)置更大的下傾角才能進(jìn)行正確的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，否則將會(huì)造成越區(qū)干擾。實(shí)際工程使用中，某些站點(diǎn)的天線被設(shè)置為20度甚至更大的下傾角度。然而，普通電調(diào)基站天線的下傾角調(diào)節(jié)范圍通常為10度左右，更大的下傾角需要由電子下傾角結(jié)合機(jī)械下傾角的方式實(shí)現(xiàn)。如20度下傾角可以由10度電子下傾+10度機(jī)械下傾實(shí)現(xiàn)。但是較大的機(jī)械下傾角將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域嚴(yán)重變形，主要體現(xiàn)在水平波束寬度展寬，產(chǎn)生很大的切換區(qū)域，對(duì)相鄰扇區(qū)造成干擾，降低網(wǎng)絡(luò)容量，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能帶來(lái)極大的影響，如下圖所示。

機(jī)械下傾（左）與電子下傾（右）覆蓋區(qū)域形狀對(duì)比