在移動通信網工程設計中,應該根據網絡的覆蓋要求、話務量分布、抗干擾要求和網絡服務質量等實際情況來合理的選擇基站天線。由于天線類型的選擇與地形、地物,以及話務量分布緊密相關,可以將天線使用環境大致分為五種類型:城區、密集城區、郊區、農村地區、交通干線等。
1、城區基站天線
城區基站密度較高,單站預期覆蓋范圍較小,選擇基站天線時應考慮以下幾方面:
(1)為減少干擾,應選用水平半功率角接近于60度的天線。這樣的天線所構成的輻射方向圖接近于理想的三葉草型蜂窩結構,與現網適配性較好,有助于控制越區切換。如下圖所示。
(2)城區基站一般不要求大范圍覆蓋,而更注重覆蓋的深度。由于中等增益天線的有效垂直波束相比于高增益天線較寬,覆蓋半徑內有效的深度覆蓋范圍較大,可以改善室內覆蓋效果,所以選用中等增益天線較好。
(3)由于城區基站天線安裝空間往往有限,所以選用雙極化天線比較切合實際。
綜上所述,城區基站宜選用水平半功率角為60度左右的中等增益的雙極化天線。例如水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線。
2、密集城區基站天線
密集城區基站天線的選擇與一般城區基站類似。但由于密集城區基站站距往往只有400米到600米,在使用水平半功率角為65度的15dBi雙極化天線,且天線有效掛高35米的情況下,天線下傾角可能設置在14.0度到11.5度之間。此時如果單純采用機械下傾的方式,傾角過大將引起水平波束變寬,干擾增大,同時上副瓣也會引入較大干擾;而采用電子式傾角天線,則可以較好的解決波形畸變的問題,產生的干擾相對較小。所以密集城區基站選用電子式傾角的水平半功率角為60度左右的中等增益雙極化天線較為合適。
3、農村地區基站天線 在農村地區,鑒于話務量較小,預期覆蓋面積較大的特點,選擇基站天線時應考慮以下幾方面:
(1)對于CDMA網絡而言,為提高定向基站兩扇區天線服務交疊區間的通信質量(交疊區內有宏觀分集的效果),增大交疊區面積,宜選用水平半功率角較大的天線。例如水平半功率角為90度的天線。
(2)對于GSM網絡而言,為提高覆蓋質量,在平原地區使用水平半功率角較大的天線效果較好,但同時會產生切換區域增大的問題;而在山區和丘陵地帶使用水平半功率角較小的天線易于控制覆蓋方向和范圍,效果較好。
(3)為保證覆蓋半徑,應選擇高增益天線。
(4)由于極化分集依賴于移動臺周圍反射體和散射體的分布,對于地物分布相對較稀疏的農村地區,極化分集效果不如空間分集。因此在安裝條件具備的情況下,應盡可能使用單極化天線。
(5)如果基站周圍各方向上都沒有明顯阻擋,話務需求較小,預期覆蓋范圍也較小,可以選用全向天線。
2014 年基站天線市場規模增長近 200%,源于 4G 基站組網更密集和 2*2MIMO 技術的引入。預計 2016 年基站天線市場規模將達到 56 億元,與 2015 年持平。2017 年低頻譜重 耕基站天線采購釋放,同時三大運營商或啟動 4.5G 規模建設,基站天線向高階 MIMO 升級、向有源化發展, 2017-2019 年預計基站天線市場復合增速為 35%,將步入增長快車道。2020 年,5G 步入商用部署,超密集組 網和大規模 MIMO 下,基站天線市場規模有望再上一個臺階。2010-2019E 基站天線市場規模
隨著 3G 和 4G 的發展,基站天線及天線罩向多頻化、寬帶化、智能化發展,復雜度逐步提升,2012 年以來基站天線價格逐年上升。目前市場上基站天線單價不足 2000 元,而市場上射頻單元價格在 2000 以上,將基站天線和 射頻單元集成后的有源天線單價將大幅提升。基站天線投資比例在整個無線網絡中僅占 2%左右,但對網絡指標 所占的影響幾乎是 50%~60%。基站天線的升級增加的投資微乎其微,但對于網絡性能的提升是顯著的。
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