LTE室內分布系統(tǒng)天線及信號的覆蓋

　　摘要：為了突破話務量的限制，并讓網絡可以有更高的水準，一般都會采用LTE，它的全稱是長期演進技術。它可以讓傳輸變得更快，這可以使通信受到很大的增益，從而變得更為優(yōu)質。通常，室內都會有對應的系統(tǒng)，這可以讓技術能發(fā)揮功能，但是如何去構建則是一個難點。應當先明確結構，以及要用到的測量方法，這樣就有了一個大致的框架。完成后，還要優(yōu)化，從而達到更好地效果。如果做的好，那么就能用很少的天線就可以實現全方位的覆蓋，也能減少死角的產生。

　　關鍵詞：LTE室內分布系統(tǒng);天線;信號

　　前言：LTE室內分布系統(tǒng)較好地彌補了2/3G網絡的缺陷，提升了用戶的體驗感，體現出低時延、高速率、便捷性的優(yōu)勢特點。為了確保室內通信的正常進行，要對LTE室內分布系統(tǒng)進行合理設計，并確定LTE室內分布系統(tǒng)深度覆蓋方案，通過光纖和光纜實現信號傳輸，解決信源安裝空間不足及路由復雜的問題，以支持多個網絡的接入，減少無源器件之間的相互干擾和影響。

　　1.LTE室內分布系統(tǒng)天線測量方法分析

　　1.1遠場測量

　　它主要是用來測試增益、前后比和半功率波束寬度。一般都是以距離作為區(qū)別，并將其分成遠場和近場，它們本身也有著許多不同點。前者是一種間接的方式，要先獲得相位和幅度，再配合算法來得到別的數據。這是有缺陷的，因為并不是直接的，所以受干擾是較大的，其中大多是由多徑衰落提供的，這會使精度有明顯的下降。一般的應對方式，就是反復進行這個過程，并通過運算來得到一個數值。但其是比較難被信任的，所以現在都是以遠場作為主要的方法，其中幾乎沒有缺陷。該法是直接進行測量，它好的方面是干擾可以被忽略的，也不用進行運算，而且數據本身的價值也更好，這對于設計有較大的好處。

　　1.2增益測量

　　該方法首先要有的條件是被測天線和源天線的極化方法是一致的，二者的測量距離也必須大于10λ，如果不滿足任何一點，都是不能使用。在進行前，要先將對它們進行調整，從而得到最穩(wěn)定的天平，但是要注意一測一調，不可以一直用�？梢詫⑻炀�安置于均勻場強區(qū)，通過場強探頭預測天線有效體積，如果電場峰值大于1.5dB，就表明這個場是不符的。要想使數據更加準確，就必須讓儀器有比較大的動態(tài)范圍，這樣不僅能靈活，也能擴大所得到的廣度。這可以使數據變得更加可靠，覆蓋時也能運用，從而使其合理性變得更高。

　　1.3方向圖測量

　　主要是指測量全向天線的不圓度、半功率波瓣寬度和前后比。要先完成要用到的裝置的架設，其主體是由天線和測試轉臺連接而成，總體來看是比較簡易的。所要做的是通過調整天線的角度來得到不同電平。在得到后就可以計算出參數，這屬于一種間接的方法，也是獲得波瓣寬度的一個比較好的途徑，其精度也是比較可觀的。

　　1.4駐波比測量

　　進行LTE室內分布系統(tǒng)的校準，將測量系統(tǒng)與被測天線相連接，在帶寬范圍內測量駐波比。其首要條件就是處在無影響的地方，這是一定要做到的，否則將得不到精確的結果。通常來講，在自由的空間中是可以的，因為影響主要是回波，只要足夠開闊，就不用擔心。當然，也可以構建專門的暗室來進行這項測試，它要滿足不存在反射，人員與儀器也要始終保持在一個合適的間距。在進行前，要驗證場地，讓天線向不同的方向均位移半個波長，如果在這期間，駐波比的變化沒有超過0.1，就證明其是可以使用的。

　　1.5互調測量

　　選取對應頻段的無源互調測試設備，采用反射式掃頻測試方法，設置工作頻率，使三階互調產物落入工作頻帶內;并調整輸出功率，進行系統(tǒng)校準之后，讀取互調電平值。要注意的是，在進行互調測量之前，不能將無回波吸收體放于天線感應近場內，避免吸收體內感應回波的互調現象，并確保吸收體之間相同極化間隙不產生泄露。同時，要使測試電纜的剩余互調小于-117dBm，兩端口電壓駐波比小于1.2。

　　1.6功率容限測量

　　要先將被測天線和信號源相連，從而得到穩(wěn)定且連續(xù)的信號，結果也不會受此影響。完成后，向天線放松連續(xù)波，而且要處在固定的頻段，依據測試的標準，保持1h，從中得到相應的示數。在這個過程中，天線不可以被破壞，否則將要重新進行，而且駐波比要一直保持在一個比較穩(wěn)定的數值，也要符合當下所使用的標準。這樣就可以得到一個比較準確的頻段，使用對應的算法就可以計算出需要的參數。這是間接得到的結果，所以可能會有誤差，應當多次進行，并求出平均值，這樣得到的才是最精確的，在應用到規(guī)劃中后可以有最好的效果。

　　2.LTE室內分布系統(tǒng)信號覆蓋預測及網絡規(guī)劃分析

　　2.1構建場景模型

　　一般都會使用WinProp無線網絡規(guī)劃軟件，創(chuàng)建對應的數據庫，并以文件的格式進行保存，這樣更加方便運用和管理。采用3D標準射線跟蹤模型算法、主要路徑模型算法、多墻體模型算法，計算和描述室內環(huán)境模型，獲悉實際通信設備發(fā)射機和接收機的傳輸情況。對于處在800MHz的下的不對稱雙錐全向吸頂天線，可以采用ProMan軟件模擬天線在室內環(huán)境模型中傳播的路徑，選取優(yōu)勢路徑模型計算和選擇傳播路徑，體現出良好的計算精度。在2.7GHz工作條件下的直接饋電單錐全向吸頂天線，通過分析可以得出，直接饋電單錐全向吸頂天線的水平向下輻射角度區(qū)域不圓度較差，在高頻段工作狀態(tài)下會對天線輻射范圍和強度產生影響。在2.7GHz工作條件下的不對稱雙錐全向吸頂天線。這種天線從水平方向向下輻射區(qū)域的不圓度較好，能量輻射更加均勻，有效提高LTE室內分布系統(tǒng)的發(fā)射天線信號覆蓋范圍和平均強度。

　　2.2LTE室內分布系統(tǒng)網絡規(guī)劃

　　利用WinProp軟件組件中的OptMan，可以實現對系統(tǒng)的優(yōu)化，并選出最佳的網絡，做好對其的配置，從而確定應當使用什么發(fā)射器來實現對其的更高水準的連接。裝配也同樣是要注意的，因為決定了系統(tǒng)的延展性，這對于當下的建筑是很有幫助的，可以達到互聯，從而讓通信變得更為優(yōu)秀。在初步確定后，要將其錄入到ProMan中，這樣容易進行二次設計，也方便將其利用，是比較靈活的�？紤]到不對稱雙錐全向吸頂天線具有更高的強度、更加均勻的功率分布，因而選取不對稱雙錐全向吸頂天線進行分析，采用優(yōu)勢路徑模型算法進行仿真計算，得出計算結果。獲得對應的結果。

　　不論用多少天線，信號強度都必須要在70dBm以上，只有這樣才能被檢測到。只有做到這一點，信號才是符合要求的，讓通信有比較好的質量，不會因為其強度過低而無法進行。這也可以令網絡能有好的效果，但是考慮到，天線應當控制總數，越少越好，只要確定覆蓋的足夠全面就可以。在這之中，不可以有尚未達到或是強度不夠的地方，這是不合規(guī)的�？梢詢�(yōu)化現有的模型，使其更加適合規(guī)劃的進行，由7個發(fā)射天線覆蓋全部區(qū)域，余下的3個發(fā)射天線自動關閉，實現LTE室內分布系統(tǒng)網絡的優(yōu)化。這樣就可以達到用最少的發(fā)射器，讓整個區(qū)域都可以受到比較良好的功率，而且是與標準沒有任何差異的。

　　天線方向評職知識：投稿發(fā)表天線方面的論文文章的期刊

　　結語：綜上所述，基于當前高層建筑日趨增多，導致基站天線無法完全覆蓋或出現信道阻塞的現象，需要對LTE室內分布系統(tǒng)進行持續(xù)改進升級和優(yōu)化。全面分析LTE室內分布系統(tǒng)天線的測量方法，并采用無線網絡規(guī)劃工具WinProp進行室內環(huán)境下電波傳播環(huán)境的預測仿真，構建模型并選取不對稱雙錐全向吸頂天線，進行LTE室內分布系統(tǒng)網絡的優(yōu)化，使天線數量由10減至7，并保證接收到最低標準信號強度。未來的LTE室內分布系統(tǒng)天線必然日益增多，并要能夠在各個小區(qū)的覆蓋實現隨意切換，使LTE室內分布系統(tǒng)達到最優(yōu)的無線覆蓋效果。

　　參考文獻：

　　[1]陳昊，李淵.探討LTE室內分布系統(tǒng)天線及信號覆蓋[J].農家參謀，2020，4(11)，160-161.

　　[2]陳沛豪.LTE室內分布系統(tǒng)的設計[D].廣州:華南理工大學,2018

　　作者：鄧瑋

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