广播波束赋形技术让天线更“智能”

目前，宽带无线通信系统需求大为增加。充分利用而不是抑制多径传播，进一步开发空域资源，提高无线传输性能，即从常规天线向多天线系统演进，成为必然发展趋势。智能天线，在通信过程中动态调整各个天线单元激励信号的相位和幅度，形成符合覆盖区域要求的广播波束和在空间针对用户的业务波束，广播波束可根据覆盖区域要求设定或改变波束形状，业务波束会随用户移动而移动，始终跟随用户。随着智能天线理论在实际中应用，如何更好的利用智能天线赋形的优势做好网优，是一项全新的工作，也是亟须解决的问题。

TD 智能天线广播波束赋形项目流程

传统调整方法带来工程实施难度

目前，传统的无线网络覆盖优化工程参数调整方法还是机械调整天线倾角、方向角和挂高等方法，没有考虑多阵元的联合作用，以及智能天线在广播波束和业务波束赋形方面的优势，而在单天线系统中，广播波束与业务波束是一样的，这样会带来一定的工程实施困难。主要表现在：1.现阶段智能天线系统优化未单独考虑广播波束与业务波束，不能充分发挥多智能天线优点；2.智能天线尺寸和重量都比传统单天线系统大，在进行倾角，方向角和挂高等工程参数调整时有一定施工难度；3.现阶段由于智能天线广播波束未赋形，公共信道干扰问题还很严重，影响网络覆盖水平和服务质量；4.在一些优化存在困难的特殊场景，如高楼密集、高速公路等，如何通过网优最大效能发挥智能天线系统的作用值得进一步考虑。

作为一种多阵元系统，智能天线可通过调整其各天线阵元的激励(权值，包含幅值和相位)，来使天线波束方向图形状变为指定波束形状，即实现所谓波束赋形，波束赋形分为业务波束赋形(业务时隙)和广播波束赋形(广播时隙)。

业务波束赋形是在业务时隙形成的，系统根据用户的位置信息形成多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户。接收模式下，来自窄波束之外的信号能被抑制；发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到干扰最小。业务波束赋形现在采用的基带算法主要有EBB(特征分解赋形算法)和GOB(固定波束赋形算法)。该技术的进一步完善和推广，将突出发挥TD智能天线赋形的功能，使TD较其他3G网络更为灵活地建设优化，满足不同地貌、不同建筑、不同话务密度的覆盖需求，有效提高TD的技术竞争力，从而提升民族通信技术品牌形象。

创新研究思路

TD智能天线广播波束赋形研究项目开展过程如图所示。

1.仿真软件开发。权值仿真软件对于项目开展是第一步，也是一个关键环节，需要使用仿真软件根据厂家提供的权值数据来生成仿真波形，从而具备进行权值生成和核查的前提基础。

2.暗室测试验证。微波暗室广泛应用于军事和民用的高精度电磁场测试，可有效降低反射电波和外界干扰电波对测试的影响。暗室测试的目的是为了验证软件仿真结果和暗室测试结果的一致性，从而验证软件仿真效果的可靠性和权值数据的准确性。

3.外场测试验证。外场测试验证是在暗室测试验证的基础上，进一步在外场的特定场景下验证智能天线权值优化调整对广播波束覆盖的影响，以及对网络质量的提升。

4.现网优化。在暗室测试和外场测试验证的基础上，将智能天线广播波束赋形技术用于TD现网优化，实现网络指标的提升。

现网优化明确原则

通过对河北现网TD一期、二期基站权值数据进行普查，发现权值设置混乱的现象比较普遍，问题发生是由于TD产业技术新、标准少。主要问题包括：部分基站的权值设置错误，造成覆盖空洞和干扰问题严重；部分基站权值设置没有依据覆盖场景需求设置，如县区半功率角应设置90度，却设置成120度，造成覆盖区域过近，且对临小区干扰严重；部分基站权值没有根据天线的类型进行设置，造成覆盖畸形的产生。

针对这些问题河北移动提出了规划、优化的原则，如下：

智能天线权值的设置原则：1)对于密集城区，初期规划应采用65度的权值设置；2)对于开阔地带，初期规划应采用90度的权值设置；3)对于特殊场景的覆盖需求，应规划特殊的权值。

智能天线的使用原则：1)一个本地网建议使用最少数目的天线型号，便于维护、优化；2)同一种天线型号需成片使用，避免不同型号的天线插花使用。

TD基站割接入网的注意事项：1)新建基站入网时，需核查智能天线的型号及权值参数；2)主设备厂家变更时，需注意智能天线权值的调整；3)基站的天线型号变更时，需注意智能天线权值的调整。