移动通信基站天线基础知识

1、GSM基站频率900MHz、1800 MHz、cdma2000分配的频率是1920~1935 MHz（上行）

2、什么是基站？

基站子系统主要包括两类：基站发射台（BTS）和基站控制器（BSC）

3、基站监测

2007年7月《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》

移动通信监测依据的标准：

（1）移动通信。。。

2G发射天线的特点：(1)发射源全向 定向；（2）标称发射功率2~60W；（3）频率800~1000MHz；（4）固定方式 屋顶重力支架，地面铁塔，屋面拉线塔，窗户，阳台或屋顶悬挂

全向天线 县城及乡镇：水平瓣宽360°，垂直瓣宽20°以内。

定向天线 城区：（1）板状定向天线俯角在3°~15°不等；（2）水平瓣宽分为90°和65°两种；

对于基站的监测现在主要以《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》作为我们监测的规范要求。

（1）适用范围：适用于超过GB8702（电磁辐射防护规定） 规定豁免水平，工作频率范围在110 MHz~40GH内的移动通信基站的。。。

可豁免的电磁辐射体的等效辐射功率

频率范围MHz 等效辐射功率，W

0.1~3 300

＞3~300000 P有效=P标称×G G：天线增益。

监测范围：监测点位一般布设在以发射天线为中心半径50m的范围内可能受到影响的保护目标，根据现场环境情况可对点位进行适当调整。

探头（天线）尖端与操作人员之间距离不少于0.5m。

在室内监测，一般选取房间中央位置，点位与家用电器等设备之间距离不小于1m。

每个测点连续测5次，每次监测时间不小于15s，并读取稳定状态下的最大值。

测量仪器探头（天线）尖端距地面（或立足点）1.7m。

1.移动通信的信道是指基站天线，移动用户天线和两副天线之间的传播路径。

2 3G技术标准主要有3G WCDMA CDMA2000 TC-SCDMA.

2.移动信道的基本特性是衰落特性。

3.移动信道是一种时变信道。

四种衰落特性： 随信号传播距离变化而导致的传播损耗和弥散，由于传播坏境中的地形起伏，建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落，称为阴影衰落

无线电波在传播路径上受到周围环境中地形地物的做用 产生 反射 绕射和散射，使得其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播所引起的信号在接收端幅度，相位和到达时间的随机变化导致严重的衰落，是 多径衰落

大尺度衰落是由移动通信信道路径上的固定障碍物的阴影引起的，衰落特性一般服从d-n律。

小尺度衰落由移动台运动和地点的变化而产生的，主要特征是多径。

4.一般认为，在移动通信系统中影响传播的3中基本机制为 反射 绕射 和 散射

6.根据衰落与频率的关系，将衰落分为两种：频率选择性衰落 和 非频率选择性衰落。

频率选择性衰落 是指 传输信道对信号不同的频率成分有不同的随机响应，信号中不同频率的分量衰落不一致，引起信号波形失真。

非频率选择性衰落，指信号经过传输信道后，各频率分量的衰落是相关的具有一致性，衰落波形不失真。

7.微观分集的类型 时间分集 频率分集 空间分集

8.分集的合并方式

选择合并 ， 在所接受的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出，这相当于在M个系数 ak(t)，只有一个等于1.其余的为0

最大比值合并 ， 在选择合并中，只选择其中一个信号，其余信号被抛弃。

等增益合并， 等增益合并器的各个加权系数 均为1

9.为什么扩频信号能够有效抑制窄带干扰？

扩频信号对窄带干扰的抑制作用在于接收机对信号的解扩的同时，对干扰信号的扩频，这降低了干扰信号的功率谱密度。扩频后的干扰和载波相乘，积分（相当于低通滤波）大大地削弱了他对信号的干扰，因此在采样器的输出信号受干扰的影响就大为减少，输出的采样值比较稳定

移动通信基站基础知识

移动通信基站的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信基站的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信基站的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP化。本讲座主要介绍移动通信基站基础知识、GSM基站简介、GSM基站的优化、GSM基站的维护及移动通信基站对健康的影响。。。

GSM数字移动通信发展非常迅速，从早期规划的大区制，到后来的小区制，直到现在的微蜂窝、微微蜂窝，相对应的天线从早期架设在屋面铁塔上，到后来天线降到屋面上，直到现在要把天线设置在屋面下的外墙侧面上。所有的这些变化都说明，对GSM基站站点的优化在不同阶段要有不同的思路，只有不断更新思想，才能建设和优化好GSM无线网络的通信质量。

在GSM建设初期，建设基站的主要目的是为了扩大无线覆盖面，尽可能力移动用户提供较为满意的连续覆盖，所以基站数量相对较少，无线网络也相对简单。

随着GSM移动电话用户数量的飞速增长，GSM基站只有不断地进行扩容与新建，才能满足用户的需求。随着无线网络的不断扩大，网络资源配置不合理现象日益突出，因此，在GSM基站进入快速发展阶段。应重视对基站的优化。

下面以福州市区GSM基站为例，从3个方面阐述影响移动通信质量的原因，并提出采取优化的方法。

一、预测模型的影响及其优化

1.预测模型的影响

根据所使用的频率不同，通常有两种不同数学模型预测GSM基站无线覆盖范围。

（1）Okumura电波传播衰减计算模式

GSM900MHz主要采用CCIR推荐的Okumura电波传播衰减计算模式。该模式是以准平坦地形大城市区的中值场强或路径损耗作为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。

（2）Cost-231-Walfish-Ikegami电波传播衰减计算模式

基站天线选型

一. 天线概念

在无线通信系统中，天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。同一副天线既可以辐射又可以接收无线电波：发射时，把高频电流转换为电磁波；接收时把电磁波转换为高频电流。

在选择基站天线时，需要考虑其电气和机械性能。电气性能主要包括：工作频段、增益、极化方式、波瓣宽度、预置倾角、下倾方式、下倾角调整范围、前后抑制比、副瓣抑制、零点填充、回波损耗、功率容量、阻抗、三阶互调等。机械性能主要包括：尺寸、重量、天线输入接口 、风载荷等。

基站所用天线类型按辐射方向来分主要有：全向天线、定向天线。

按极化方式来区分主要有：垂直极化天线（也叫单极化天线）、交叉极化天线（也叫双极化天线）。上述两种极化方式都为线极化方式。圆极化和椭圆极化天线一般不采用。

按外形来区分主要有：鞭状天线、平板天线、帽形天线等。

在继续论述天线相关理论之前必须首先介绍各向同性（Isotropic）天线。各向同性天线是一种理论模型，实际中并不存在，它把天线假设为一个辐射点源，能量以该点为中心以电磁场的形式向四周均匀辐射，为一球面波。

另外全向天线并不是没有方向性，它只是在水平方向为全向，但在垂直方向是有方向性的。它与各向同性天线是两个不同的概念。

半波振子是基站主用天线的基本单元，半波振子的优点是能量转换效率高。

1. 天线增益

天线作为一种无源器件，其增益的概念与一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天线本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是通过天线振子的组合并改变其馈电方式把能量集中到某一方向。增益是天线的重要指

标之一，它表示天线在某一方向能量集中的能力。表示天线增益的单位通常有两个：dBi、dBd。两者之间的关系为：dBi=dBd+2.17

dBi定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于各向同性天线能量集中的相对能力，“i”即表示各向同性——Isotropic。

dBd定义为实际的方向性天线（包括全向天线）相对于半波振子天线能量集中的相对能力，“d”即表示偶极子——Dipole。