UN  Présentation de la station de base antenne  

Ce chapitre présente la classification des stations de base antennes et l'apparition de différents types de antennes dans la communication mobile.

un point unStation de base antenne classification

Omnidirectionnelle antenne:360° dans la direction horizontale ; il rayonne uniformément, c'est-à-dire qu'on l'appelle généralement non directif. Dans le diagramme vertical, il est représenté par un faisceau d'une certaine largeur. En général, plus la largeur du lobe est petite, plus le gain est important. Omnidirectionnel antenne est généralement utilisé dans le système de communication mobile comme type de station de comté de banlieue et de système à grande surface, avec une large couverture.

Directionnel antenne:Dans le diagramme horizontal, il montre un rayonnement dans une certaine plage d'angles, c'est-à-dire qu'il est généralement dit directionnel. Dans le diagramme vertical, il montre un faisceau d'une certaine largeur. Comme l'omnidirectionnel antenne, plus la largeur du lobe est petite, plus le gain est important. antenne est généralement utilisé dans le type de station du système communautaire urbain dans le système de communication mobile, avec une petite couverture, une densité d'utilisateurs élevée et une utilisation de fréquence élevée.

Différents types de stations de base sont établis en fonction des exigences de mise en réseau et de différents types de antenneLes stations de base peuvent être sélectionnées en fonction des besoins des différents types de stations de base. La sélection est basée sur les paramètres techniques ci-dessus. Par exemple, une station omnidirectionnelle adopte une station omnidirectionnelle antenne avec fondamentalement le même gain horizontal, tandis que la station directionnelle adopte un gain directionnel antenne avec un changement évident du gain horizontal. Généralement, la largeur du faisceau horizontal est de 65 ° dans les zones urbaines ; dans les banlieues, la largeur du faisceau horizontal peut être sélectionnée à 65 °, 90 ° ou 120 ° ; selon la configuration de la station et l'environnement géographique local, il est plus économique de sélectionner un faisceau omnidirectionnel antenne qui peut assurer une large couverture dans les zones rurales.

Mécaniques antenne:Fait référence à un mobile antenne qui ajuste mécaniquement l'angle d'inclinaison. Après le réglage mécanique antenne est installé perpendiculairement au sol, si la position du support à l'arrière du antenne doit être ajusté et l'inclinaison du antenne doit être modifié en raison des exigences d'optimisation du réseau. Pendant le processus de réglage, bien que la distance de couverture dans la direction du lobe principal du antenne change de manière significative, les amplitudes des composantes verticales et horizontales de la antenne restent inchangés, donc le antenne le motif est facile à déformer.

La pratique a prouvé que :Le meilleur angle d'inclinaison de la mécanique antenne est de 1 à 5° ; l'angle d'inclinaison est de 5 à 10°. Lors du changement, le antenne le motif est légèrement déformé, mais change peu ; l'angle d'inclinaison est de 10 à 15°. Lors du changement, le antenne le modèle change considérablement ; lorsque la mécanique antenne s'incline vers le bas de 15 degrés ; après, la forme de la antenne le motif change considérablement, d'une poire sans inclinaison vers le bas à une forme de fuseau. À ce stade, bien que la distance de couverture dans la direction du lobe principal soit considérablement raccourcie, l'ensemble antenne Le motif ne se trouve pas dans le secteur de la station de base et les signaux de la station de base seront également reçus dans les secteurs des stations de base adjacentes, ce qui entraînera de graves interférences dans le système. De plus, lors de la maintenance quotidienne, si l'angle d'inclinaison des éléments mécaniques antenne doit être ajusté, l'ensemble du système doit être arrêté et ne peut pas être surveillé pendant le réglage de l'angle d'inclinaison de antenne; Il est très difficile de régler l'angle d'inclinaison vers le bas de la mécanique antenneEn général, le personnel de maintenance doit grimper jusqu'au antenne emplacement de placement pour le réglage ; L'angle d'inclinaison vers le bas de la mécanique antenne est la valeur théorique calculée par un logiciel d'analyse de simulation par ordinateur, qui présente un certain écart par rapport à l'angle d'inclinaison optimal réel vers le bas ; Les étapes de réglage de l'angle d'inclinaison de la mécanique antenne sont 1 & deg;, L'indice d'intermodulation du troisième ordre est - 120dbc.

Réglable électriquement antenne:Un telephone portable antenne qui utilise l'électronique pour ajuster l'angle d'inclinaison vers le bas. Le principe de l'inclinaison vers le bas électronique consiste à modifier la phase de l'oscillateur du réseau colinéaire antenne, modifiez l'amplitude de la composante verticale et de la composante horizontale, et modifiez l'intensité du champ de la composante composite, de manière à rendre le motif vertical de la antenne descendant. Comme l'intensité du champ dans chaque direction de la antenne augmente et diminue en même temps, il est assuré que le antenne Le motif change peu après avoir changé l'angle d'inclinaison, ce qui raccourcit la distance de couverture dans la direction du lobe principal et réduit la zone de couverture de l'ensemble du motif directionnel dans le secteur des cellules de service sans interférence. La pratique montre que l'angle d'inclinaison des signaux réglables électriquement antenne est de 1 à 5° Lors du changement, le antenne le modèle est à peu près le même que celui de la mécanique antenne; L'angle d'inclinaison est de 5 à 10°. Lors du changement, le antenne le motif est légèrement meilleur que celui mécanique antenne; L'angle d'inclinaison est de 10 à 15°. Lors du changement, le antenne les changements de modèle sont plus nombreux que ceux mécaniques antenne; Lorsque la mécanique antenne s'incline vers le bas de 15 degrés ; après, le antenne le motif est sensiblement différent du modèle mécanique antenne. À ce moment-là, la forme de la antenne le motif change peu et la distance de couverture dans la direction du lobe principal est considérablement raccourcie. antenne Le motif se situe dans le secteur de la station de base. L'augmentation de l'angle d'inclinaison vers le bas peut réduire la zone de couverture du secteur sans interférence. Par conséquent, l'utilisation de antenne peut réduire la perte d'appel et les interférences. De plus, le réglage électrique antenne permet au système d'ajuster l'angle d'inclinaison sous la carte de directivité verticale sans s'arrêter, de surveiller l'effet de réglage en temps réel et la précision de l'étape de réglage de l'angle d'inclinaison est également élevée (0.1 & deg;), Par conséquent, le réseau peut être finement ajusté ; L'indice d'intermodulation du troisième ordre de la modulation électrique antenne est de - 150 dbc, ce qui est 30 dbc différent de celui mécanique antenne, ce qui contribue à éliminer les interférences de fréquence adjacentes et les interférences parasites.

Double polarisation antenne:Double polarisation antenne est un nouveau antenne technologie, qui combine 45 DEG; Et -45° Deux antenneLes s avec des directions de polarisation orthogonales fonctionnent en mode duplex émetteur-récepteur en même temps, son avantage le plus important est donc d'économiser le nombre de antennes d'une seule station de base directionnelle ; En général, la station de base directionnelle (trois secteurs) du réseau de communication mobile numérique LTE utilise 9 antennes, et chaque secteur utilise 3 antennes (diversité spatiale, un émetteur et deux récepteurs). Si polarisation double antenne est utilisé, chaque secteur n'a besoin que de 1 antenne; En même temps, dans la double polarisation antenne, & plusmn; 45° L'orthogonalité de la polarisation peut assurer 45 DEG; Et -45° L'isolement entre deux antennes répond aux exigences d'intermodulation sur l'isolement entre antennes (≥ 30 dB), donc l'espacement spatial entre la double polarisation antennes n'a besoin que de 20 à 30 cm ; De plus, une double polarisation antenne présente les avantages d'un réglage électrique antenne. L'utilisation de la double polarisation antenne dans le réseau de communication mobile peut réduire la perte d'appel, réduire les interférences et améliorer la qualité de service de l'ensemble du réseau. Si la double polarisation antenne est utilisé, car la double polarisation antenne n'a pas d'exigences élevées en matière de montage et d'installation, il n'y a pas besoin d'acquisition de terrain ni de construction de tour. Il suffit d'ériger une colonne en fer d'un diamètre de 20 cm et de fixer la double polarisation antenne sur la colonne de fer selon la direction de couverture correspondante, afin d'économiser les investissements en infrastructure, de rendre la disposition de la station de base plus raisonnable et de faciliter la sélection du site de la station de base.

Pour la sélection de antenne, le mobile antenne adapté au réseau mobile local doit être sélectionné en fonction de la situation réelle de la couverture du réseau, du trafic, des interférences et de la qualité du service réseau :

·Dans les zones à fort trafic avec des stations de base denses, double polarisation antenne et modulation électrique antenne devrait être utilisé autant que possible;

·Mécanique traditionnelle antennes peut être utilisé dans les zones où le trafic n'est pas élevé, où les stations de base ne sont pas denses et où seule une couverture est requise.

1.2 Structure interne et types de stations de base de communication mobile antenne

1.2.1 # réseau de dipôles à plaques directionnelles antenne

Plaque directionnelle antenne est le type de station de base très importante le plus largement utilisé antenneL’ antenne présente les avantages d'un gain élevé, d'un bon modèle de secteur, d'un petit lobe arrière, d'un contrôle pratique de l'angle de dépression du modèle vertical, d'une performance d'étanchéité fiable et d'une longue durée de vie. antenne est représenté sur la figure ci-dessous :

Figure 1-1} Schéma de principe de la direction de la plaque antenne

1.2.1.1 formation d'un gain élevé de la plaque antenne

Fig. 1-2 : plusieurs oscillateurs demi-onde sont disposés dans un réseau linéaire placé verticalement

Fig. 1-3 ， le principe de l'orientation horizontale en ajoutant un réflecteur sur un côté du réseau linéaire (en prenant comme exemple le réseau vertical d'oscillateurs à deux ondes et demie avec réflecteur)

À l'heure actuelle, la station de base directionnelle antenne la conception de antenne Les fabricants adoptent essentiellement la structure de réseau de vibrateurs de type plaque. Il existe les deux types de vibrateurs suivants, comme décrit dans les deux sections suivantes.

1.2.1.2 vibrateur symétrique

Réseau symétrique demi-onde standard (ajoutez un oscillateur supplémentaire pour réduire la hauteur de l'oscillateur par rapport au sol et réduire l'épaisseur du antenne)

Fig. 1-4 plaque directionnelle antenne composé de plusieurs oscillateurs demi-onde

1.2.1.3 oscillateur microruban

La déformation de l'oscillateur demi-onde forme un rayonnement en utilisant le principe de la ligne de transmission 1/4 de longueur d'onde :

Figure 1-5 plaque directionnelle antenne composé de plusieurs oscillateurs microrubans

1.2.2 dipôle omnidirectionnel alimenté en série antenne

L'omnidirectionnel antenne adopte plusieurs oscillateurs demi-onde en série pour réaliser la synthèse et l'amélioration du gain de rayonnement.

Figure 1-7 # structure et forme du produit d'un oscillateur omnidirectionnel alimenté en série antenne

2 4G LTEType d'antenne et analyse comparative

Le contenu principal de cette section est de présenter l'analyse comparative de la couverture et du trafic entre la double polarisation LTE antenne et polarisation unique antenne

2.1 Analyse de corrélation de la double polarisation LTE antenne et polarisation unique antenne

L'introduction du LTE multi antenne La technologie 3GPP augmente la liberté de dimension spatiale pour les ressources sans fil et met en avant de nouvelles exigences pour le modèle de canal sans fil. Un modèle de canal spatial (SCM) est proposé dans le 25.996GPP tr 5. Le modèle convient aux systèmes avec une bande passante de 2 MHz et une fréquence porteuse d'environ 6 GHz. Le nombre maximal de trajets multiples est de 20. Le système LTE exige que le canal sans fil puisse prendre en charge jusqu'à 36.803 MHz. Par conséquent, le modèle SCME (extension SCM) est utilisé dans le rapport technique 20 pour étendre la bande passante du canal à 9 MHz et le nombre maximal de trajets multiples à XNUMX. Parmi elles, les caractéristiques de transmission sans fil entre ENB et UE sont une fonction variable dans le temps, qui change avec les changements de antenne configuration, antenne azimut, antenne environnement de corrélation et de diffusion, comme le montre la figure ci-dessous.

Figure 2-1 Diagramme schématique des paramètres d'angle SCM

Double polarisation antenne et polarisation unique antenne (antenne espacement 10) λ） La différence de performance sans fil dépend principalement du coefficient de corrélation de la station de base antenne. Lorsque le coefficient de corrélation est de 0, cela indique que le antennesont relativement indépendants et la corrélation est faible. Lorsque le coefficient de corrélation est de 1, cela indique qu'il existe une forte corrélation entre antennes. Lorsque le système adopte le mode de diversité de transmission (tel que SFBC), la diversité de réception et le mode double flux MIMO, les performances sans fil à faible corrélation antenne est meilleur que celui de haute corrélation antenne. La figure suivante montre les résultats de la simulation des performances du SFBC avec des coefficients de corrélation de 0.25, 0.5, 0.6 et 1 respectivement. D'après les résultats de la simulation, lorsque le coefficient de corrélation est de 0.25, ses performances ne sont pratiquement pas affectées (par rapport au coefficient de corrélation de 0). Les performances du SFBC avec des coefficients de corrélation de 0.5 et 0.6 diminuent d'environ 0.3 dB à 0.4 dB.

Figure 2-2} comparaison des performances au niveau de la liaison SFBC avec différents coefficients de corrélation

China Mobile a testé les coefficients de corrélation de différents antenne configurations en juillet 2008. Les coefficients de corrélation spécifiques sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Tableau 2-1 # coefficients de corrélation correspondant à différents antenne les configurations

Remarque : les coefficients de corrélation dans le tableau ci-dessus sont obtenus à partir du test de China Mobile en zone urbaine dense selon le modèle SCME. Dans les zones urbaines denses, ce coefficient de corrélation est représentatif. Cependant, cela ne signifie pas que ce coefficient de corrélation peut être associé à un projet spécifique, ni qu'il est applicable à tous les modèles de zones urbaines denses.

2.2 Comparaison des performances entre la double polarisation LTE antenne et polarisation unique antenne

LTE définit sept multi antenne Les sept modes de transmission définis par LTE prennent principalement en compte le fait que les modes de transmission peuvent être sélectionnés de manière flexible dans différents scénarios et différents modèles de canaux. En général, les goulots d'étranglement et les limites des performances des réseaux de communication mobile sans fil sont répartis dans les trois catégories suivantes :

Système à puissance limitée :

Scénario d'application typique : l'objectif principal est d'augmenter la couverture et de surmonter la décoloration, comme la zone effective, une large couverture rurale, etc.

Type de antenne technologie utilisée : diversité de transmission, diversité de réception

Écart de performance : 10 λ L'amélioration des performances de la polarisation simple antenne est inférieure à 5 % à celle de la double polarisation antenne, et il y a peu de différence entre les deux.

Système limité aux interférences :

Scénario d'application typique : il est principalement utilisé dans les zones urbaines denses avec un faible espacement des stations. Les interférences sont le principal facteur affectant les performances du réseau.

Type de antenne technologie adoptée : rang = 2 MIMO double flux, rang = 1 MIMO simple flux, rang adaptatif

Écart de performance : l'algorithme adaptatif de rang est évidemment meilleur que le double flux forcé MIMO ; dans le même temps, les performances de la double polarisation antenne est de 10 λ La performance de la polarisation simple antenne est fondamentalement le même.

Système à bande passante limitée :

Scénario d'application typique : l'état du canal (CQI) est relativement bon, il n'y a pas de couverture continue entre les stations de base, l'espacement des stations de base est relativement grand et le nombre d'utilisateurs est relativement rare. Par exemple, la couverture d'une seule cellule au stade initial du réseau expérimental,

Adopté antenne type de technologie : rang = 2 MIMO double flux

Comparaison des performances : 10 λ Les performances de la polarisation simple antenne est meilleur que celui de la double polarisation antenne, et les performances sont améliorées d'environ 20 %

Tableau 2-2 conclusion de antenne scénario d'application

Ce qui précède analyse principalement l’écart de performance entre la polarisation unique antenne et double polarisation antenne. Il convient toutefois de noter que la double polarisation antenne présente les avantages d'une installation pratique en ingénierie. Y compris l'utilisation d'un seul poteau de maintien, le réglage unifié de l'inclinaison vers le bas, facile à embellir le antenne, etc. À l'heure actuelle, alors qu'il est de plus en plus difficile de sélectionner et d'installer un site de réseau sans fil, les avantages ci-dessus de la double polarisation antenne sont particulièrement importants.

3 4G LTEScénario d'application et sélection de la station de base antenne

Le contenu principal de cette section décrit la classification de la zone de couverture du réseau sans fil et les antenne sélection en fonction du scénario de déploiement du réseau réel

trois virgule unSélection d'antenne de station de base urbaine

Caractéristiques de l'environnement d'application : les stations de base sont densément réparties, nécessitant une petite couverture d'une seule station de base. Nous espérons minimiser le phénomène de couverture entre zones, réduire les interférences entre les stations de base et améliorer le taux de téléchargement.

Principe de sélection de l'antenne :

Sélection du mode de polarisation : car il est difficile de sélectionner le site de la station de base dans la zone urbaine et antenne l'espace d'installation est limité, il est recommandé de sélectionner une double polarisation antenne et haut débit antenne;

Sélection du modèle : dans les zones urbaines, on considère principalement l'amélioration de la réutilisation des fréquences, donc directionnelles antenne est généralement sélectionné;

Sélection de la largeur du faisceau à mi-puissance : afin de mieux contrôler la couverture de la cellule et de supprimer les interférences, la largeur horizontale du faisceau à mi-puissance de la zone urbaine antenne est de 60 à 65°;

Sélection d' antenne gain : étant donné que la station de base urbaine ne nécessite généralement pas une grande distance de couverture, il est recommandé de sélectionner la antenne avec un gain moyen. Il est recommandé de sélectionner le antenne avec un gain de 15 à 18 dbi en zone urbaine. Si le microcellulaire antenne utilisé pour la compensation des aveugles en zone urbaine a un gain plus faible, le antenne peut être sélectionné;

Sélection de l'angle d'inclinaison : parce que le antenne Le réglage de l'angle d'inclinaison en zone urbaine est relativement fréquent, et certains antennes'il est nécessaire de définir un grand angle d'inclinaison, alors que l'angle d'inclinaison mécanique n'est pas propice au contrôle des interférences, il est recommandé de sélectionner l'angle d'inclinaison prédéfini antenne. Un antenne avec un angle de descente électrique fixe pouvant être sélectionné et un angle réglable électriquement antenne peut également être sélectionné lorsque les conditions sont remplies.

trois virgule deuxSélection d'antennes de stations de base rurales en banlieue

Caractéristiques de l'environnement d'application : les stations de base sont dispersées, le volume de trafic est faible, les exigences en matière de services de données sont relativement faibles et les exigences en matière de couverture étendue. Dans certains endroits, il n'y a qu'une seule station de base et la couverture est devenue l'objet le plus préoccupant. À l'heure actuelle, la sélection de antenne doit être considéré en combinaison avec la zone à couvrir autour de la station de base.

Principe de sélection de l'antenne :

Sélection du motif : si la station de base doit couvrir la zone environnante sans directivité évidente et que la distribution du trafic autour de la station de base est relativement dispersée, une couverture de station de base omnidirectionnelle est recommandée. Dans le même temps, il convient de noter que la distance de couverture de la station de base omnidirectionnelle n'est pas aussi longue que celle de la station de base directionnelle en raison de son faible gain. Dans le même temps, lors de l'installation de la station de base omnidirectionnelle antenne, faites attention à l'influence de la tour sur la couverture, et la antenne doit être perpendiculaire au plan du sol. Si le bureau a une exigence de couverture plus longue pour la distance de couverture de la station de base, il doit utiliser une direction antenne. Généralement, la largeur du faisceau horizontal à mi-puissance de 90 ° et 105 °, 120 ° directionnel antenne;

Sélection d' antenne gain : sélectionner antenne gain en fonction des besoins de couverture. Il est recommandé de sélectionner une direction antenne avec un gain plus élevé (16-18 dbi) ou omnidirectionnel antenne avec 9-11 dbi dans les zones suburbaines et rurales ;

Sélection du mode d'inclinaison vers le bas : il existe peu de réglages d'inclinaison vers le bas antenne dans les zones suburbaines et rurales, et la plage de réglage et les exigences caractéristiques de l'inclinaison vers le bas ne sont pas élevées. Il est recommandé de sélectionner une inclinaison mécanique vers le bas antenne; En même temps, lorsque le antenne mesure plus de 50 m de haut et il y a des exigences de couverture à l'extrémité proche, le antenne rempli de point zéro peut être sélectionné préférentiellement pour éviter le problème noir sous la tour.

trois virgule troisSélection d'antenne de la station de base de couverture routière

Caractéristiques de l'environnement applicatif :Dans cet environnement, le trafic est faible et les usagers se déplacent à grande vitesse. À ce stade, l'accent est mis sur la résolution du problème de couverture. En général, ce qu'il faut réaliser, c'est une couverture en bande, donc la couverture des autoroutes adopte principalement une communauté bidirectionnelle ; la communauté omnidirectionnelle est également adoptée dans les zones traversant les villes et les sites touristiques ; une autre solution consiste à mettre l'accent sur une large couverture. Le type de antenne Le choix du site et du type de station à utiliser doit être déterminé en fonction de la sélection de l'emplacement de la station. Les différents environnements routiers varient considérablement. En général, il existe des autoroutes relativement droites, telles que les voies rapides, les voies ferrées, les autoroutes nationales, les autoroutes provinciales, etc. Il est recommandé de construire des stations à côté de l'autoroute, en utilisant le type de station S1 / 1 / 1 ou S1 / 1, équipées d'un directionnel à gain élevé antenne Pour assurer la couverture, il existe des routes sinueuses, telles que des routes de montagne sinueuses, des routes de montagne construites par le comté, etc. En combinaison avec la couverture rurale à proximité de l'autoroute, des stations doivent être construites dans des endroits élevés.

Dans la planification initiale de antenne sélection, le gain élevé antenne avec une large distance de couverture, la distance doit être sélectionnée autant que possible pour une large couverture.

Principe de sélection de l'antenne :

Sélection du motif : dans la station de base visant à couvrir la voie ferrée et l'autoroute, le motif directionnel antenne avec un faisceau étroit et un gain élevé peut être utilisé. antenne la forme peut être choisie de manière flexible en fonction du relief topographique local et du virage de la route à la gare ;

Pour antenne sélection de gain, 17dbi-22dbi antenne est sélectionné pour la direction antenne gain, et 11 dbi est sélectionné pour omnidirectionnel antenne gagner;

Sélection du mode de descente : en général, il n'y a pas d'angle de descente pour la couverture de l'autoroute. Il est recommandé de sélectionner un mode de descente mécanique moins cher antenne. Lorsqu'elle est supérieure à 50 m et qu'il y a des exigences de couverture à l'extrémité proche, la antenne avec un remplissage nul (supérieur à 15%) peut être sélectionné préférentiellement pour résoudre le problème noir sous la tour ;

Rapport avant/arrière : étant donné que la plupart des usagers couverts par l'autoroute sont des usagers qui se déplacent rapidement, le rapport avant/arrière des voies directionnelles antenne ne doit pas être trop élevé pour assurer une commutation normale.

trois virgule quatreSélection d'antenne de station de base en zone montagneuse

Caractéristiques de l'environnement applicatif :Dans les zones reculées, vallonnées et montagneuses, le blocage de la montagne est grave, la propagation des ondes radio est importante et il est difficile de couvrir. La couverture est généralement large. Les utilisateurs dispersés sont répartis dans un large rayon de couverture de la station de base et le trafic est faible. La station de base peut être construite à un endroit approprié au sommet de la montagne, à la taille de la montagne, au pied de la montagne ou dans la montagne. Il est nécessaire de distinguer les différentes caractéristiques de répartition des utilisateurs et de terrain pour l'emplacement, la sélection et la localisation de la station de base. antenne sélection. Les situations suivantes sont fréquentes : construction d'une station dans une zone montagneuse de type cuvette, construction d'une station en haute montagne, construction d'une station à flanc de colline, construction d'une station dans une zone montagneuse ordinaire, etc.

Principe de sélection de l'antenne :

Sélection du motif : le choix du motif dépend de l'emplacement, du type de station et des exigences de couverture environnantes de la station de base. Omnidirectionnel antenne ou directionnel antenne peut être sélectionné. Pour la station de base construite sur la montagne, si l'emplacement à couvrir est relativement bas, le modèle avec un grand angle vertical à mi-puissance doit être sélectionné pour mieux répondre aux exigences de couverture dans la direction verticale ;

Sélection du gain d'antenne : sélectionnez moyen antenne gain, omnidirectionnel antenne (9-11dbi) et directionnel antenne (15-18dbi) selon la distance de la zone à couvrir ;

Sélection de l'inclinaison : lorsque la station est construite sur la montagne et que l'endroit à couvrir est au pied de la montagne, la antenne Il faut choisir entre un remplissage à zéro ou une inclinaison prédéfinie. La taille de l'angle d'inclinaison prédéfini dépend de la hauteur relative entre la station de base et l'endroit à couvrir. Plus la hauteur relative est grande, plus l'angle d'inclinaison prédéfini doit être grand.

3.5 LTERésumé de la station de base antenne scénarios d'application

Selon la sélection ci-dessus et la situation particulière du LTE, la solution recommandée antenne Les principes de sélection sont les suivants :

Tableau 3-1 résumé de antenne scénarios d'application

En général, la sélection du site de la station LTE utilise les installations existantes, il faut donc savoir s'il y a suffisamment d'espace pour installer la LTE. antenne et si la hauteur correspond à la planification LTE est le plus gros problème. Par conséquent, les paramètres techniques tels que le mode de polarisation, le haut débit antenne et le mode d'angle d'inclinaison adopté dans le projet réel doivent être raisonnablement planifiés en fonction de la situation réelle après une étude détaillée des installations existantes. En raison de l'existence de la technologie MIMO dans LTE, 2T2R et 4t4r sont couramment utilisés à l'heure actuelle. Compte tenu du coût de construction et d'autres facteurs, pour 2T2R, la double polarisation antenne est généralement adopté ; Pour 4t4r, généralement, deux polarisations doubles antennes sont utilisés, et la distance entre antennes est 1-2 λ Cela correspond à 2.6 g, environ 30-50 cm.

4 AAU MIMO massif 5GEt des scénarios d'application

Le contenu principal de cette section décrit brièvement les antenne et sélection de scénarios d'application de l'AAU 5g

4.1 AAU MIMO massif 5G

La technologie MIMO (Multi Input Output), qui est très mature à l'ère de la 4G, peut utiliser efficacement plusieurs canaux spatiaux entre plusieurs antennes entre les systèmes émetteurs-récepteurs pour transmettre plusieurs flux de données orthogonaux, de manière à améliorer le débit de données et la stabilité de la communication sans augmenter la bande passante de communication.

La technologie MIMO massive développée de la 4G à la 5G est une version améliorée de la technologie MIMO. Sur la base de ressources limitées en temps et en fréquence, des centaines de antenne Les unités sont utilisées pour servir des dizaines de terminaux mobiles en même temps, ce qui améliore encore le débit de données et l'efficacité énergétique. La fréquence de communication 5g est élevée et la antenne la taille est raccourcie, de sorte que plus antennes peut être branché dans l'espace d'origine. La technologie MIMO massive a donné le ton de la technologie de communication à l'ère de la 5G, de sorte que le antenne est également devenu un autre dispositif de croissance explosive après le front-end RF à l'ère de la 5G, dans lequel la station de base antenne représente 20% et le terminal antenne représente 80 %.

La station de base 5G est également appelée station de base active antenne unité de réseau (AAU) car elle adopte largement la technologie MIMO massive, le nombre d'oscillateurs utilisés dans son système intégré interne antenne est de grande taille et l'unité d'émission-réception est intégrée. Son schéma de structure interne et la forme du produit sont illustrés dans la figure ci-dessous.

Fig. 4-1 Schéma structurel de # AAU MIMO massif

Figure 4-2 # Diagramme éclaté de la forme du produit de l'AAU MIMO massif

Pour l'AAU dans la bande < 6 GHz, les fabricants d'équipements de communication utilisent généralement 192 oscillateurs. Il y a 12 rangées dans la direction horizontale et 8 rangées d'oscillateurs dans la direction verticale, plus & plusmn; 45° de double polarisation, soit un total de 12x8x2 = 192 oscillateurs. Chaque groupe de trois oscillateurs est appelé une paire de antennes, donc l'AAU a 192 / 3 = 64 antennes au total. Si tous les six oscillateurs forment un antenne, l'AAU a 192 / 6 = 32 antennes.

Fig. 4-3 Diagramme dipolaire des UAA 65tr et 32tr antenne

L'AAU dans la bande < 6 GHz adopte généralement toute la formation de faisceau numérique. On peut considérer que le nombre de antennes, les canaux de transmission et les amplificateurs de puissance sont les mêmes. Le nombre de réseaux est un facteur important de couverture. Plus le nombre de réseaux est élevé, plus le faisceau est étroit, plus l'énergie est concentrée, plus le nombre de antennes et les canaux, plus le nombre d'amplificateurs de puissance dans l'AAU est élevé, plus la consommation de ressources en bande de base est importante et plus le coût de l'équipement est élevé.

4.2 5GModèle d'évanouissement du signal

3GPP tr 38.901 propose quatre scénarios : zone de bureau chaude intérieure (bureau INH), canyon de micro rue urbain, macro cellulaire urbain (UMA) et macro cellulaire rural (RMA). Chaque scénario est divisé en huit modèles de propagation : sans ligne de vue (NLOS) et sans ligne de vue (LOS). Cet article sélectionne le modèle de perte de trajet dans le cadre du scénario UMA Los / NLOS de la macro-station urbaine. Où fcFréquence de fonctionnement (GHz), HBSHauteur effective de la station de base antenne (m), HUTHauteur effective de la station mobile antenne (m), D2DDistance horizontale entre la station de base et la station mobile (m), D3DDistance linéaire entre la station de base antenne et station mobile antenne (m).

D'après le tableau ci-dessus, l'affaiblissement de trajet maximal admissible (MAPL) typique des différents canaux de la macro-station urbaine peut être calculé selon la formule suivante. On peut voir que la différence maximale de perte de trajet admissible entre la liaison montante et la liaison descendante 5g NR 3.5 GHz atteint 13.65 dB, et la couverture du réseau est limitée par la liaison montante et le canal Pusch de liaison montante.

PLmax=PTx-LfGTx-Mf-MlGRx-Lp-Lb-SR

Où pTxPuissance d'émission de la station de base, lfPerte d'alimentation, GTxStation de base antenne gain, MfEstompage des ombres et marge d'effacement rapide, MlMarge d'interférence, GRxTéléphone portable antenne gagner, lpPerte de pénétration du bâtiment, lbPerte de corps humain, sRxSensibilité de réception du téléphone portable

4.3 UQA 5GScénario d'application

Dans les zones urbaines denses, l'environnement sans fil complexe conduit à la détérioration des interférences, et les immeubles de grande hauteur entraînent des exigences élevées en matière de couverture verticale et une forte demande de capacité utilisateur. L'équipement 64tr peut fournir une meilleure formation de faisceau MIMO à grande échelle, réaliser une transmission MIMO multi-utilisateurs à trafic élevé et améliorer considérablement la couverture verticale. Dans les zones suburbaines et rurales, le taux de réussite de l'appariement MU-MIMO est réduit et l'équipement 64tr ne peut pas exploiter pleinement ses avantages en termes de capacité, de sorte que des équipements à faible configuration peuvent être utilisés. L'utilisation de 32 antennes peut répondre à la demande. Pour les zones plus éloignées, les exigences de capacité ne sont pas élevées et la principale solution est de résoudre le problème de couverture. À l'heure actuelle, même le MIMO massif n'est pas utilisé. Utilisez simplement un RRU à 8 ports pour connecter le antenne directement.

La figure suivante présente le scénario de couverture réseau proposé par un équipementier. La macro station est la forme de produit la plus importante. 64 tr AAU résout la demande continue de haute capacité au stade 4G/5G, et 32 ​​tr AAU avec une faible configuration résout la demande de zone à faible trafic 4G/5G et de construction de réseau à faible coût. Les produits du système de distribution intérieure comprennent des équipements 2tr et 4tr. Le sous-système de salle passive en réseau existant ou la nouvelle construction sont utilisés pour résoudre les scènes intérieures à haute valeur et à haut débit. De plus, l'unité de radiofréquence (RRU) de la station de base MicroStation 4tr est largement utilisée dans les scènes animées et chaudes telles que les zones résidentielles et les rues piétonnes.

Figure 4-4 Scénario de solution de couverture réseau d'un équipementier

Il ressort des résultats des calculs de la section 4.2 que la couverture de liaison montante de la 5g NR dans la bande de 3.5 GHz est limitée, ce qui est principalement affecté par la puissance limitée du terminal. Considérant que les exigences tarifaires des services de liaison montante et descendante sont toujours asymétriques dans une période de temps après le lancement futur de la 5g (les exigences tarifaires de la liaison descendante sont beaucoup plus élevées que la liaison montante), afin de maintenir la structure du réseau existante et de réduire le réseau coût de construction, cela permet aux opérateurs d'empiler et de déployer rapidement la 5g sur les points de site Web 4G existants, et le découplage des liaisons montantes et descendantes (SUL) peut être utilisé pour résoudre le problème du goulot d'étranglement de la couverture des liaisons montantes. Autrement dit, la liaison montante utilise l'ancien équipement LTE. La bande passante du FDD 1.8 GHz est de 5 g NR pour améliorer la couverture, et la liaison descendante déploie 5 g NR dans la bande 3.5 GHz.

Figure 4-5 Solutions de découplage pour les liaisons montantes et descendantes utilisant différentes bandes de fréquences