如何有效的抑制基站天線與移動通信的幹擾信號

如何有效的抑制基站天線與移動通信的幹擾信號

電子設計 發表於 2018-11-16 08:51:00

覆蓋、容量、吞吐率是移動通信運營商最為關注的三大指標。隨著移動通信的不斷發展普及，網絡覆蓋的廣度與深度都已經達到相當高的水平。可是在實際運營中，運營商經常會接到客戶類似這樣的投訴「為什麼我的手機有信號，卻無法撥出電話？」「為什麼我的手機顯示已連接，下載速度卻是0?」是什麼降低了網絡性能，直接影響用戶體驗？其背後的元兇就是----幹擾。

對於無線通信系統而言，一切非有用信號皆可視為幹擾信號。幹擾信號的存在將直接降低系統的信噪比（或載幹比），導致系統的容量下降，降低系統吞吐率。然而，隨著越來越多的移動通信網絡被部署，無線區域網及個人熱點等設備的大規模使用，無線網絡環境愈發複雜，無線幹擾情況也日益嚴重。因此，抑制幹擾信號，降低其對網絡性能的影響，是每一個行動網路運營商都必須面對的課題。

摩比天線致力於為全球移動運營商和設備商提供全方位的基站天線解決方案，並針對移動通信網絡的不同場景，推出了系列化基站產品以解決系統中的幹擾問題：

1. 越區幹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，網絡覆蓋由基站天線的主波束完成，主波束以上的上旁瓣則會指向臨近扇區，當基站天線的上旁瓣抑制不夠時，則會對臨近小區造成越區幹擾，嚴重時甚至會造成相鄰站點的接收機阻塞，導致站點癱瘓。

上旁瓣造成越區幹擾示意圖

針對此問題，摩比天線推出了高上旁瓣抑制基站天線系列產品，頻段覆蓋CDMA800,GSM900,DCS1800,PCS1900,WCDMA2100,LTE2600等全部主流移動通信頻段，可提供最高達20dB的上旁瓣抑制，相比普通基站天線，將上旁瓣帶來的幹擾信號降低70%以上。該系列產品被大量部署於日本、泰國、印度等運營商的全國網絡中，收到良好成效。

2. 共站址幹擾與高前後比天線

隨著移動通信網絡制式及頻段的不斷增加，不同移動通信系統的共站址成為大勢所趨。在同一通信鐵塔甚至同一天線抱杆上安裝數面天線的情況已經十分普遍。由於塔上空間小，天線之間距離較近，而基站發射功率較大，因此不同天線之間信號的互相干擾現象也十分嚴重。針對此問題，摩比天線推出了高前後比天線系列產品，頻段覆蓋CDMA800,GSM900,DCS1800,PCS1900,WCDMA2100,LTE2600等全部主流移動通信頻段，可提供最高達35dB的前後比，有效減少塔上系統間幹擾，大幅度提高網絡性能，特別是對WCDMA等同頻組網系統尤為有效。此外，摩比高前後比天線產品還被諸多網絡運營商選擇進行邊境沿線覆蓋，以解決國境線周圍群眾投訴的天線後瓣覆蓋越境所造成的國際漫遊天價話費問題。

3. 高站址覆蓋與大下傾角電調天線

隨著經濟不斷快速發展，現代城市的建築平均高度逐年上升，導致城市站點的站址高度也逐漸攀升。與此同時，隨著城市化進程的逐漸加快，城市人口密度也日益增加，城市站點數量隨之不斷增加，站點間距相應逐漸縮短。由下圖可知，天線的架設高度H,小區覆蓋範圍L,與天線的下傾角φ，及天線垂直波束寬度2α，具有如下的確定關係：L=H/tan（φ-α）。

天線架設高度、下傾角與覆蓋距離關係示意圖

因此，隨著站點高度H的增加以及站點間距L的縮小，天線需要被設置更大的下傾角才能進行正確的網絡覆蓋，否則將會造成越區幹擾。實際工程使用中，某些站點的天線被設置為20度甚至更大的下傾角度。然而，普通電調基站天線的下傾角調節範圍通常為10度左右，更大的下傾角需要由電子下傾角結合機械下傾角的方式實現。如20度下傾角可以由10度電子下傾+10度機械下傾實現。但是較大的機械下傾角將會導致網絡覆蓋區域嚴重變形，主要體現在水平波束寬度展寬，產生很大的切換區域，對相鄰扇區造成幹擾，降低網絡容量，對網絡性能帶來極大的影響，如下圖所示。

機械下傾（左）與電子下傾（右）覆蓋區域形狀對比

針對此問題，摩比天線推出了大下傾角電調天線產品，下傾角調節範圍可達5-25度，產品支持GSM,WCDMA,CDMA,CDMA2000,TD-SCDMA,TD-LTE等全部主流移動通信制式，並且可提供多系統共天饋，如GSM+TD等不同制式組合的多埠獨立大下傾角電調天線產品，是行動網路運營商在高站址近距離覆蓋場景下進行網絡部署的首選解決方案。

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