李智偉

目前4G網(wǎng)絡(luò)正處于一個大規(guī)模建設(shè)的階段，4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作是基于2G/3G網(wǎng)絡(luò)開展的，因此在實際現(xiàn)網(wǎng)建設(shè)中，會有很多4G網(wǎng)絡(luò)的站點是和3G網(wǎng)絡(luò)共站建設(shè)的。這種場景下，最好的解決方案是新增一套4G系統(tǒng)的天饋，但由于業(yè)主和天面因素的限制，這往往很難實現(xiàn)?，F(xiàn)網(wǎng)中很多業(yè)主明確提出，同意新建基站，但不能新增天線。針對這一問題，目前現(xiàn)網(wǎng)中主要采用FA&D內(nèi)置合路器天線，通過3G和4G網(wǎng)絡(luò)共用天線的方式解決。目前在城市中，受到諸多限制而不得不共用天線的比例十分高。采用3G和4G共用FA&D內(nèi)置合路器天線的方式，雖然解決了工程建設(shè)的問題，但同時也帶來了其他問題。該款天線的工程參數(shù)，水平朝向的水平方向角、上下朝向的下傾角只能設(shè)置一套，所以在優(yōu)化過程中，只能根據(jù)3G、4G其中一張網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求設(shè)置一套工程參數(shù)，而4G和3G本身的一些關(guān)鍵技術(shù)和所用頻率是有所差別的，因此在覆蓋需求上同樣有所差別，上述做法必然將影響另外一張網(wǎng)絡(luò)的性能。針對這個問題，現(xiàn)網(wǎng)實際優(yōu)化過程中是需要有一種天線解決方案，能夠解決共天饋站點的工程參數(shù)的獨立調(diào)整問題。基于此，北京移動進(jìn)行了一些研究，在2012年完成了獨立天線的理論研究和方案設(shè)計，2013年與產(chǎn)業(yè)界的一個廠家合作，生產(chǎn)出了這種天線，并在今年年初完成了現(xiàn)網(wǎng)試驗驗證，后續(xù)將會在北京規(guī)模部署。

二維獨立電調(diào)天線和以往天線的最大區(qū)別是可以根據(jù)3G、4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求，獨立調(diào)整水平方向角和下傾角。這里首先介紹一下水平方向角調(diào)整的原理，實際上根據(jù)天線的原理，每個天線是由一些半波振子組成的，眾多振子發(fā)射的電磁波構(gòu)成了天線的波束波形。水平方向的多陣列天線，原理很簡單，由于每一個半波陣子，通過賦予一個激勵，都會有一個對應(yīng)的響應(yīng)，而這里的激勵就是我們說的權(quán)值。根據(jù)通信原理，實際上就是由幅度、相位、頻率這些因素決定的，因此通過改變這些因素，就可以使每個陣子發(fā)射預(yù)想的波形信號，只要水平方向的陣子列數(shù)足夠多，就可以合成需要的波形，從而實現(xiàn)波形的偏轉(zhuǎn)移動。而目前4G所用的八通道天線，有8個陣列，能夠比較好的利用上述原理，實現(xiàn)水平方向角的偏轉(zhuǎn)。4陣列的水平方向角調(diào)整，通過改變權(quán)值之后，天線水平波束的朝向有明顯的偏轉(zhuǎn)。目前，基于上述方案，現(xiàn)網(wǎng)中采用軟件的實行方式，并完成了相應(yīng)的功能開發(fā)。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)實際測試，目前對于FA頻段，能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)20°范圍內(nèi)的水平方向角的調(diào)整，對于D頻段能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)15°范圍內(nèi)的調(diào)整。

下傾角獨立調(diào)整方案，原理和水平方向角的調(diào)整類似，只是將水平陣列改為垂直陣列來計算應(yīng)用波形調(diào)整的權(quán)值。在實際實現(xiàn)過程中，考慮采用硬件實現(xiàn)的方式，這是由于如果全部采用軟件的方式，會對基站的算法帶來復(fù)雜度的大幅提升，而且目前下傾角電調(diào)的物理實現(xiàn)方式已經(jīng)比較成熟，因為下傾角的調(diào)整通過采用物理饋電網(wǎng)絡(luò)的方式實現(xiàn)。通過改變饋電網(wǎng)絡(luò)的長度，可以達(dá)到改變權(quán)值的目的，實現(xiàn)下傾角的調(diào)整。

根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)驗證的結(jié)果，只要通過后臺的操作，就可以實現(xiàn)水平方向角向預(yù)想方向調(diào)整，例如在正15°方向的半功率點處，放一個測試終端，當(dāng)水平方向角調(diào)整為負(fù)15°時，該點處的RSRP差距在8～10dB左右，而且在調(diào)整每個角度時的調(diào)整效果與實際上站的機(jī)械調(diào)整方式效果是類似的，現(xiàn)網(wǎng)測試相差約在1dB左右。從現(xiàn)網(wǎng)一個區(qū)域的規(guī)劃仿真結(jié)果來看，實際上現(xiàn)網(wǎng)中共天饋站點的水平方向角和下傾角調(diào)整需求還是很大的，比例分別達(dá)到55.37%和77.69%，通過對共天饋站點工參優(yōu)化后，邊緣用戶的性能提升了22.88%，整體性能也有了5.92%的改善，效果還是十分明顯的。endprint