TD智能天线广播波束赋形应用交流汇报.ppt

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1、中国移动通信集团河北有限公司,2009年5月,TD-SCDMA智能天线广播波束赋形应用交流汇报,智能天线是我国自主创新的3G标准TD-SCDMA中的关键技术，也是一项新技术，为更好地消化、吸收、利用好这一技术，建设运营好TD网络，根据集团设计院提出的智能天线广播波束赋形新思路，河北公司联合集团设计院与部分产业链伙伴开展了智能天线广播波束赋形应用的研究活动。通过深入理论研究、智能天线暗室测试、广播波束赋形效果外场测试验证，创造性地实现了智能天线广播波束赋形技术应用的重大突破。,集团公司张春江书记高度评价了广播波束赋形研究工作，认为是通过实际行动贯彻了科学发展观。,集团公司李跃副总裁高度重视广播波

2、束赋形在网络中的推广应用，并高屋建瓴的提出在网管平台上进行TD智能天线广播波束权值参数统一维护管理的要求。,在TD大会战开展后，河北公司进一步加强力量，将项目的研究和TD大会战相结合，在TD网络优化中取得了显著效果。河北公司上报集团公司网络部后，网络部非常重视，在四月初立即安排了全国电视电话会进行推广。,1.1 多阵元智能天线的概念1.2 TD-SCDMA多阵元智能天线的特点1.3 TD多阵元智能天线相比普通天线在覆盖优化中的优势1.4 项目开展的思路,振子：天线基本辐射单元；阵元：由多个振子组成的独立辐射通道；双极化天线为45度极化，较单极化天线的赋形效果较差，但可以获得分集增益。,单极化8

3、阵元智能天线,双极化8阵元智能天线,振子,阵元,振子,阵元,1.1 多阵元智能天线的概念,TD-SCDMA与其它3G标准最大的区别就是智能天线技术，可以通过智能天线技术实现波束赋形的能力。波束赋形是指通过调整智能天线各天线阵元的激励，其中激励包含幅值和相位，来使天线波束方向图形状变为指定波束形状。智能天线波束赋形分为业务波束赋形（业务时隙）与广播波束赋形（广播时隙）。,1.2 TD-SCDMA多阵元智能天线的特点,广播时隙,业务时隙,目前主要实现了业务波束的赋形：业务波束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。在接收模式下，来自窄波束之外的信号能够

4、被抑制；在发射模式下，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的干扰最小。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)。,相互干扰,Talk,1.2 TD-SCDMA多阵元智能天线的特点,为了灵活控制小区的覆盖范围，我们提出通过广播波束赋形技术手段进行覆盖优化的思路。广播波束是在广播时隙形成的，是为了实现对整个小区的广播。广播波束赋形技术的覆盖优化方式举例如下：,1.改变广播信道的波束宽度；,2.改变广播信道波束的指向；,3.改变广播信道波束的形状，根据需求形成部分特殊场景需要的覆盖形状，比如类似马鞍形的覆盖形状。

5、,1.2 TD-SCDMA多阵元智能天线的特点,普通天线,TD-SCDMA多阵元智能天线,1.3 TD多阵元智能天线相比普通天线在覆盖优化中的优势,激励第一列方向图,智能天线波束赋形是通过调整各天线阵元的输入端口权值（幅度、相位），使智能天线各阵元可以叠加出不同的覆盖效果。权值调整示意图：,幅度,相位,激励第八列方向图,端口,幅度,相位,65度权值,端口,1.3 TD多阵元智能天线相比普通天线在覆盖优化中的优势,仿真软件开发,生成仿真波形,暗室测试波形,验证仿真软件可靠性和权值数据准确性,外场测试验证权值优化效果,现网优化,为充分研究智能天线广播波束赋形技术，按照集团和省公司领导不断创新的要求

6、更好的完成TD建设、维护、优化任务，在李连贵总经理所提出的“龙舟精神”的指引下，我省充分发扬团队精神，由多个部门共同组成了智能天线攻关组，由宋晓惠副总经理亲自挂帅。,1.4 项目开展的思路,TD智能天线广播信道波束赋形项目的开展过程：,项目的进展情况：,TD智能天线广播波束赋形技术在现网中的应用是一个空白，无任何经验借鉴。河北公司克服种种困难，积极发挥主导作用，联合合作伙伴开展技术攻关，终于摸索出一套可行的应用方法。,1.4 项目开展的思路,权值仿真软件对于我们项目的开展是至关重要的第一步。我们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，从而才具备进行权值生成和核查的前提基础。,1.

7、4.1 联合开发权值仿真软件,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。,（微波暗室广泛应用于军事和民用的高精度电磁场测试，可有效的降低反射电波和外界干扰电波对测试的影响）,1.4.2 暗室测试验证,单极化65度广播波束测试,单极化90度广播波束测试,双极化65度广播波束测试,单极化65度偏转10度广播波束测试,暗室测试验证了仿真结果和测试结果的吻合度很高。1、验证了仿真软件可靠性和权值数据准确性；2、进一步验证了广播波束可以根据需求进行赋形。,1.4.2 暗室测试验证,单极化40度-调整后仿真图,单极化65度-调整前仿真图,为

8、了验证广播波束赋形技术在现网中的应用效果，我们选择对保定樊庄C小区进行验证，该小区的主瓣覆盖较弱，将半功率角由65度调整至40度来增强主瓣方向上的覆盖。,1.4.3 外场测试验证,单极化65度-调整前路测图,单极化40度-调整后路测图,通过DT测试分析，调整前后覆盖明显提高，-80-70dBm的覆盖比率明显增多，-95-80dBm的覆盖比率有所降低。,基站,基站,1,1,2,2,3,3,2.1 发现并解决的问题保定2.2 发现并解决的问题秦皇岛2.3 发现并解决的问题石家庄2.4 各主设备厂家对权值修改的支持情况,我们将广播波束赋形技术在现网中进行应用。通过对河北现网TD一期、二期基站权值数据

9、进行普查，发现各设备厂家权值呈现方式各不相同、权值设置混乱普遍存在、各天线厂家权值数据提供不完整等问题，我们认为这些问题的发生是由于TD产业的技术新、标准少。针对发现的问题，我们根据主设备厂家提供的权值转换算法和天线厂家提供的权值数据对不同场景的权值数据进行规范化设置。网络质量得到明显改善。,保定市区东部：发现75的天线权值设置不合理，将其规范为65度的权值。保定市区西部：一期工程中约50%基站设置错误（部分阵元端口的权值设置为0）;二期基站不支持权值的呈现和修改。将一期基站的权值按正确数值进行了修改。,不合理权值-调整前仿真图,单极化65度权值-调整后仿真图,2.1 发现并解决的问题保定,2

10、.1 发现并解决的问题保定,秦皇岛县区：约90%以上的基站权值设置的不合理，仿真结果显示其波束宽度约为120度，主瓣方向覆盖能力差，于是将其规范为90度的权值。,不合理权值-调整前仿真图,单极化90度权值-调整后仿真图,2.2 发现并解决的问题秦皇岛,2.2 发现并解决的问题秦皇岛,约70%的基站权值设置不合理，未区分单极化、双极化来设置权值、未区分天线厂家来设置天线权值，使小区覆盖形状发生了畸变，对其进行了规范化的设置。,双极化权值输入到单极化天线中,单极化权值输入到双极化天线中,京信权值输入到国信天线中,2.3 发现并解决的问题石家庄,2.3 发现并解决的问题石家庄,注：大唐最新版本可以支

11、持对二期基站的权值的呈现和修改。,2.4 各主设备厂家对权值修改的支持情况,3.1 联合开发权值仿真软件3.2 制定了TD-SCDMA智能天线输入输出数据格式的标准3.3 制定了关于TD-SCDMA设计、建设、维护、优化补充 原则（河北公司试行）3.4 编制了TD-SCDMA智能天线广播波束赋形操作应用手册3.5 编制了TD-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范,在集团网络部的指导和公司领导的大力支持下，我们在TD智能天线波束赋形方面取得了丰硕成果：1、联合京信开发出了权值仿真软件2、制定了TD-SCDMA智能天线输入输出数据格式的标准3、制定了关于TD-SCDMA设计、建设、维护、优化

12、补充原则（河北公司试行）4、编制了TD-SCDMA智能天线广播波束赋型操作应用手册5、编制了TD-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范,目前已取得的成果,1.软件功能描述 广播波束包络线的导入 48通道单元阵列的广播波束方向图合成 人工输入和试探改变单元幅度/相位权值 广播波束包络电平的平移 合成广播波束方向图电平的平移 已有幅度/相位权值的导入,3.1 联合开发权值仿真软件,通过对广播波束赋形技术项目的研究，我们开发了权值仿真软件。基于这套软件，我们可以对厂家提供的权值相关数据进行核查，而且初步实现权值生成功能。,2.软件界面展示,3.1 联合开发权值仿真软件,注：软件界面呈现的方向图

13、是未赋形的。,为了使不同的天线供应商提供的数据都能被软件正确识别，我们制定了智能天线输入输出数据格式的标准（规范了其命名和格式内容）。天线设备在验收之前，天线厂家必须按照该标准提供相关数据，进而便于我们开展权值核查及优化工作。,3.2 制定了TD-SCDMA智能天线输入输出数据格式的标准,TD-SCDMA规划设计补充原则智能天线权值的设置原则对于密集城区，初期规划应采用65度的权值设置对于开阔地带，初期规划应采用90度的权值设置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一个本地网建议使用最少数目的天线型号，便于维护、优化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,3.

14、3 制定了关于TD-SCDMA设计、建设、维护、优化补充原 则（河北公司试行）,TD-SCDMA工程建设补充原则TD基站割接入网的注意事项新建基站入网时，需核查智能天线的型号及权值参数主设备厂家变更时，需注意智能天线权值的调整基站的天线型号变更时，需注意智能天线权值的调整工程建设中对主设备厂家的要求提供权值设置的指导书和操作流程需支持并及时更新与之配套的所有天线型号的权值数据工程建设中对天线厂家的要求需验证天线厂家广播波束赋形的效果需要求天线厂家入网前必须提交智能天线相关数据：常用权值数据及单阵元的幅度和相位的PLB标准文件,3.3 制定了关于TD-SCDMA设计、建设、维护、优化补充原 则（

15、河北公司试行）,TD-SCDMA维护优化补充原则技术人员需掌握权值的查询和修改方法优化人员需掌握权值的仿真方法网络调整时需制定权值的调整方案将权值信息作为一个重要的基站数据库信息来管理将权值的优化作为日常的网络优化项目,3.3 制定了关于TD-SCDMA设计、建设、维护、优化补充原 则（河北公司试行）,智能天线权值应用手册天线权值表主设备的天线权值呈现表各主设备权值操作说明,维护人员使用该手册，便于开展权值优化工作。,3.4 编制了TD-SCDMA智能天线广播波束赋形操作应用手册,注：不同天线厂家对相同波束宽度的权值设置是不同的,3.4.1 天线权值表：,3.4.2 主设备的天线权值呈现表:,

16、3.4.2 主设备的天线权值呈现表:,3.4.2 主设备的天线权值呈现表:,3.4.2 主设备的天线权值呈现表:,华为权值查询、导出及修改操作方法：大唐权值查询、导出及修改操作方法：普天权值查询、导出及修改操作方法：中兴权值查询、导出及修改操作方法：,3.4.3 各主设备权值操作手册:,网络新技术的演进对支撑手段的需求,运维护经验IT化对支撑手段的需求,运维体制变革对支撑手段的需求,紧密围绕业务场景，以需求驱动网管支撑手段的建设，实现“集中化、标准化、信息化”,根据李跃副总裁对TD智能天线广播波束权值管理尽快实现手段化的指示，在集团网络部的指导下，我们迅速组织了省内的网优、网管和设计院的专家，

17、编制了TD-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范，并向集团公司网络部进行了汇报。,网管规范编制成果,3.5 编制了TD-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范,网管建设方式建议,无线网优系统,WPM新增BBMF功能,话务网管（含无线网优）统一采集层,话务网管系统,TD OMC,Corba接口：可采集、配置天线权值参数,标准天线广播波束权值表,现网天线广播权值设置核查,天线资源管理功能,现网天线广播权值配置,建设方式：（1）对于无线参数管理功能在网优平台实现的，在网优平台实现BBMF（天线广播波束权值管理功能）；（2）对于无线参数管理功能在WPM系统实现的，在WPM系统实现BBMF功能

18、。我省属于第二种情况：,3.5 编制了TD-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范,关键功能点介绍,WPM新增BBMF功能,标准天线广播波束权值表,现网天线广播权值设置核查,天线资源管理功能,现网天线广播权值配置,（1）建立一套全网统一的、标准化的，覆盖各天线厂家、各类型天线的广播波束权值表，作为今后TD-SCDMA无线网络规划、工程建设、维护优化工作中天线广播波束权值调整、核查、优化的依据；（2）明文方式保存权值组，以解决各设备厂家权值编码算法不同造成不易读的问题。,（1）采集现网小区天线的波束宽度、波束指向，形成报表，人工核查发现不符合规划要求设置的小区；（2）根据小区天线资源属性和波

19、束设置情况，核查权值设置是否和标准权值表一致，如果一致理论上可认为波束赋形达到要求。,（1）可集中、批量化配置小区天线权值，选取小区组，根据天线厂家、天线类型，选择希望设置的波束宽度、波束指向等索引，在标准权值表中选定需配置的权值组，统一下发到OMC执行。,3.5 编制了TD-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范,目录,进一步研究广播波束赋形仿真软件如何根据应用场景自动生成最优权值组。继续深入研究标准权值表适用的场景，形成新的经验。配合集团进行其他天线和设备的测试验证工作。配合集团公司网络部完善 TD-SCDMA智能天线广播波束标准权值表，协助集团公司全国推广。配合集团公司网络部完善 T

20、D-SCDMA智能天线广播波束权值管理功能规范，实现TD天线权值的集中配置和核查。,下一步需持续开展的工作：,TD工作任重而道远，河北公司将在集团公司的指导下继续深入研究、开展工作。希望集团领导和兄弟省同仁们多提宝贵意见。,谢 谢！,MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qS

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