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通过极化隔离降低城中村直放站上行干扰的方法及其效果评估 深圳公司 网络优化中心 2010年5月17日 目 录 1．概述 1 2 技术方案介绍 1 2.1 天线的极化失配 1 3．项目实施区域及工作量总结 6 4 更换天线后效果评估 7 4.1 更换水平/水平单极化天线效果评估 8 4.1.1 干扰水平及话务量分析 8 4.1.2 MRR质量对比 9 4.1.3 更换水平/水平单极化天线KPI对比 9 4.2 更换水平/垂直双极化天线效果评估 11 4.2.1 干扰水平及话务量分析 11 4.2.2更换水平/垂直双极化天线KPI对比 12 5 项目经验与总结 13 1．概述 私装直放站引起城中村覆盖900M小区强上行干扰，导致有效覆盖减小，造成上行信号质差、用户投诉。 直放站产生干扰的原因是空间的白噪声和直放站自身的噪声经过放大后通过上行链路连同手机信号一同到到达基站接收端造成对基站的上行干扰。一般正规直放站厂家在安装直放站时考虑到这个问题，要对直放站上行噪声底部电平进行调整，并且选择适当的施主小区，以减少对基站系统的上行干扰。但私装直放站并不考虑该问题，功率往往调整为最大，因此会对周围基站造成较强的上行干扰。换言之，私装直放站的上行功率有较大冗余。如适当降低私装直放站上行功率将对现网上行干扰问题有一定改善。 通过实地调查发现，一般的私装直放站使用的都是定向性较好的八木天线作为私装直放站无线接入耦合方式，且八木天线安装时的极化方式为垂直极化，根据这一特性，我们可以利用天线的极化失配，使基站天线和私装直放站天线传播方向极化正交，从而降低私装直放站引入的上行干扰。 而对于普通终端，其天线为全向天线且用户持握方式极少为绝对的垂直，因此对普通终端影响较小。 2 技术方案介绍 2.1 天线的极化失配 在无线通讯中，接收天线能够获得的最大功率为： Pmax=S×P 上式的考虑是，接收天线的极化与外来波的矢量完全匹配，同时接收天线的阻抗也与负载阻抗共轭匹配。在实际中，这两种匹配不一定都能完全做到，这就使接收功率减小。如果用u和v分别代表阻抗失配因子和极化失配因子，接收天线的输入功率将为： Pr=u×v×S×P。 当极化失配因子v=0时，表示两天线之间没有能量传输，这两副天线称为“正交”（极化方向相差90度）。 例如，军事上，当导弹上的天线是线极化时，地面的天线必须是圆极化的，这样才能保证当导弹滚动时保持联系，否则可能因为当导弹滚动时两个天线的极化方向相差90度形成正交而失去联络。本实验，正是利用私装直放站的八木天线与小区接收天线极化正交（极化失配因子为0），大大降低私装直放站对网络的上行干扰。手机为全向天线，因此变换接收天线的极化方向对手机影响应该是比较小的。 从此特性我们可以得出一个推论： 当发射天线电磁波传播方向和接收天线电磁波传播方向平行时，接收到的信号强度最强；当发射天线电磁波传播方向和接收天线电磁波传播方向垂直时，接收到的信号强度最弱。 为了验证这一推论，我们进行了一个实验，以现在移动通信网比较常用的±45°双极化天线为发射天线，+45°为基站信号发射极化方向，以八木天线连接频谱仪作为接收终端，在离发射天线30米可视范围下，通过旋转八木天线振子相对于地面的方向，使其处于不同的接收角度，得到不同的接收信号强度，试验连接示意图如下： 图 1试验连接示意图 当旋转八木天线与室外基站天线成0度、180度、360度时，接收功率为-12.40dBm。见图2： 图 2八木天线与室外基站天线成0度、180度、360度时接收功率 当旋转八木天线与室外基站天线成45度、225度时，接收功率为-9.20dBm。见图3： 图 3八木天线与室外基站天线成45度、225度时接收功率 当旋转八木天线与室外基站天线成90度、270度时，接收功率为-12.97dBm。见图4： 图 4八木天线与室外基站天线成90度、270度时接收功率 当旋转八木天线与室外基站天线成135度、315度时，接收功率为-26.07dBm。见图5： 图 5八木天线与室外基站天线成135度、315度时接收功率 从实验数据可以得知，当发射天线为+45°倾斜极化，八木天线振子相对于地面为135°和315°方向时，频谱仪接收到的信号强度最弱；八木天线振子相对于地面为45°和225°方向时，频谱仪接收到的信号强度最强；且最强和最弱的信号强度相差达16dB以上。从以上的实验数据可以验证推论的正确性。见下图： 图 6极化方向与接收功率关系图 现阶段移动通信网络在密集城区和一般城镇应用环境下，主要采用±45°双极化天线，双极化天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线，并同时工作在收发双工模式下，大大节省了每个小区的天线数量，同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。而城中村