小区4g智能天线系统优化方案设计
摘 要本课题针对某小区信号强弱分布不均的现象，利用4G智能天线技术,结合小区实际调研,进行相应的智能天线优化方案设计。主要思路是利用4G全向智能天线为载体建立室内天线系统，与室外宏基站天馈共同调节、优化小区通信质量。整个系统的主要工作过程为对原有小区进行勘察检测，建立室内天馈系统，在原有天线系统建设基础上对智能天线进行调节，对天线形成的波束进行空间滤波，对期望的信号方向进行增益提高，干扰信号实现近似零陷作用，达到抑制和减少干扰的目的。经数据测试分析，整个设计降低了干扰信号，在一定程度上提升了信噪比、增加了移动通信系统容量，扩大了通信覆盖范围,优化了小区通信质量。???
目 录
一、 引言 5
（一）4G智能天线的简介 5
（二）4G智能天线的工作原理 6
（三）课题研究的主要目的 6
二 、项目总体设计方案 6
（一）小区现有情况调研 6
（二）存在的主要问题 7
（三）小区项目的需求分析 7
（四）现有基站基础 8
（五）数据分析 9
（六）项目设计思路 9
三 、4G智能天线优化措施 10
（一）4G智能天线的选址要求 10
1.无线传播环境 10
2.业务量和业务分布 10
3.站址安全性 10
（二）小区天线选址 10
（三）小区选址数据分析 11
（四）4G智能天线的架设 12
1.选择抱杆尺寸 12
2.抱杆安装要求 12
3.水泥墩浇筑 13
4.避雷针接地 13
5.抱杆接地 14
（五）路灯杆架设天线 14
（六）室内天线安装 15
四 、项目优化 16
（一）越区覆盖问题优化措施 16
（二）优化总结 17
总结 17
致谢 18
参考文献 19
一、引言
（一）4G智能天线的简介
第四代通信技术简称4G，是在2G与3G的基础上演变而来新一代移动电话
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
行动通信标准。与第二代、第三代通信技术相比，4G能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等,其数据下载的速度能够超过100Mbps，几乎能够满足所有普通用户对于各种无线服务的需求。
4G 的核心技术主要包括了接入方式与多址方案、高性能的接收机、 调制与编码技术、MIMO（多输入多输出）技术、软件无线技术、基于IP的核心网、多用户检测技术以及智能天线技术。其中，智能天线技术主要功能是抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节，进而达到改善信号质量和增加传输容量的目的。如何拥有高速度、大容量的通信质量来满足当今通信用户需求，提高相应的智能天线系统性能可以说是解决未来移动通信的众多问题的关键所在。
众所周知，天线的频率不同，性能也不同。相比而言，4G智能天线的波束相对于2G和3G更宽更大。例如，2G的天线通常是能产生一个波束，而4G智能天线产生多个波束，能够实现对空间信息（比如传播方向）的跟踪，信号源的定位等功能。4G智能天线还利用信号在传播路径方向上的差别，将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区别开来，结合其他复用技术，最大限度地有效利用频谱资源来提高通信质量。
（二）4G智能天线的工作原理
智能天线的基本工作原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(Direction of Arrinal，波达方向)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。智能天线利用移动用户信号在空间系统上存在差异性，通过阵列天线技术，可以接收和发射多个移动用户同一信号，在同一信道上不发生相互间的干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可较好地满足服务质量和网络扩容的需要。
（三）课题研究的主要目的
随着城市通信网络进程的加速，在一些新建通信小区，通信公司已经提前进行了科学的网络规划，建立了完善的智能天线系统，满足用户的4G通信需求。然而，在一些早年建设的老小区，原来根本没有通信规划和相应的网络建设，或者仅仅在早些年进行过2G信号的通信覆盖。这样的通信覆盖，已经远远不能满足用户现在对高速、海量4G信号上、下行的访问需求。
针对上述情况，本课题拟以某现有的老小区为项目载体，针对其存在的信号强弱分布不均的现象，利用4G智能天线技术,结合企业岗位实践所学，通过调研小区的实际情况,完成一个智能天线优化方案的设计，有效的改善小区的4G通信质量。
课题拟达到设计目标如下：在现有的小区通信基础上架设4G智能天线，对小区存在的通信质量差，易掉话，拥塞等问题进行优化；使得小区的用户信号质量提升，上下行能够满足用户访问需求。
二 、项目总体设计方案
（一）小区现有情况调研
XX小区位于苏州高新区宝带西路和科锐路交汇处,处于繁华地段，四周有学校，大型商场，山体，医院等环境类型。小区属于2004年建立的小高层公寓，公寓的建筑面积约为90㎡～145㎡。该小区总体占地13.5万方，住宅总建筑面积29.9万方;总户数约2000户，容积率为1.57。小区整体地理外貌情况如图1所示。
图1 XX小区整体地理情况
（二）存在的主要问题
由于该小区是在十几年前开发建设的，随着居民数目迅速增长，以及通信技术的不断发展，原有的通信网络已经不能满足小区居民对4G网络的需求了。特别是随着周边更多高层建筑的施工建设，建筑物的遮挡也给该小区的部分区域带来了信号盲区或信号弱的情况，直接影响了用户的网络体验。
（三）小区项目的需求分析
进一步调查该小区的4G通信需求，重点考察该小区的生活住宅区域，调研数据情况汇总如表2.1所示。
表2.1 小区原有住宅区域通信指标情况汇总表
盖区覆盖等级
上行语音质量
下行语音质量
拥塞率
住宅区域
重要区域
>95%
>95%
<2%；
电平>85
公共活动
次重要区域
>95%
>95%
<3%；
电平>80
行到停车场
一般区域
>95%
>95%
<3%；
电平>75
外部设施区域
非重点考虑的区域
>95%
>95%
<3%；
电平>70
从该表中的数据可以看出，小区的上、下行通话质量指标均大于通信质量的95%，最小电平大于80，通信拥塞率小于2%。
进一步对小区的几个公共活动、停车场、外部设施区域进行通信指标检测，并与原住宅区域的数据进行对比分析，详见表2.2，得到了现有通信指标数值。
目 录
一、 引言 5
（一）4G智能天线的简介 5
（二）4G智能天线的工作原理 6
（三）课题研究的主要目的 6
二 、项目总体设计方案 6
（一）小区现有情况调研 6
（二）存在的主要问题 7
（三）小区项目的需求分析 7
（四）现有基站基础 8
（五）数据分析 9
（六）项目设计思路 9
三 、4G智能天线优化措施 10
（一）4G智能天线的选址要求 10
1.无线传播环境 10
2.业务量和业务分布 10
3.站址安全性 10
（二）小区天线选址 10
（三）小区选址数据分析 11
（四）4G智能天线的架设 12
1.选择抱杆尺寸 12
2.抱杆安装要求 12
3.水泥墩浇筑 13
4.避雷针接地 13
5.抱杆接地 14
（五）路灯杆架设天线 14
（六）室内天线安装 15
四 、项目优化 16
（一）越区覆盖问题优化措施 16
（二）优化总结 17
总结 17
致谢 18
参考文献 19
一、引言
（一）4G智能天线的简介
第四代通信技术简称4G，是在2G与3G的基础上演变而来新一代移动电话
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
行动通信标准。与第二代、第三代通信技术相比，4G能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等,其数据下载的速度能够超过100Mbps，几乎能够满足所有普通用户对于各种无线服务的需求。
4G 的核心技术主要包括了接入方式与多址方案、高性能的接收机、 调制与编码技术、MIMO（多输入多输出）技术、软件无线技术、基于IP的核心网、多用户检测技术以及智能天线技术。其中，智能天线技术主要功能是抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节，进而达到改善信号质量和增加传输容量的目的。如何拥有高速度、大容量的通信质量来满足当今通信用户需求，提高相应的智能天线系统性能可以说是解决未来移动通信的众多问题的关键所在。
众所周知，天线的频率不同，性能也不同。相比而言，4G智能天线的波束相对于2G和3G更宽更大。例如，2G的天线通常是能产生一个波束，而4G智能天线产生多个波束，能够实现对空间信息（比如传播方向）的跟踪，信号源的定位等功能。4G智能天线还利用信号在传播路径方向上的差别，将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区别开来，结合其他复用技术，最大限度地有效利用频谱资源来提高通信质量。
（二）4G智能天线的工作原理
智能天线的基本工作原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(Direction of Arrinal，波达方向)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。智能天线利用移动用户信号在空间系统上存在差异性，通过阵列天线技术，可以接收和发射多个移动用户同一信号，在同一信道上不发生相互间的干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可较好地满足服务质量和网络扩容的需要。
（三）课题研究的主要目的
随着城市通信网络进程的加速，在一些新建通信小区，通信公司已经提前进行了科学的网络规划，建立了完善的智能天线系统，满足用户的4G通信需求。然而，在一些早年建设的老小区，原来根本没有通信规划和相应的网络建设，或者仅仅在早些年进行过2G信号的通信覆盖。这样的通信覆盖，已经远远不能满足用户现在对高速、海量4G信号上、下行的访问需求。
针对上述情况，本课题拟以某现有的老小区为项目载体，针对其存在的信号强弱分布不均的现象，利用4G智能天线技术,结合企业岗位实践所学，通过调研小区的实际情况,完成一个智能天线优化方案的设计，有效的改善小区的4G通信质量。
课题拟达到设计目标如下：在现有的小区通信基础上架设4G智能天线，对小区存在的通信质量差，易掉话，拥塞等问题进行优化；使得小区的用户信号质量提升，上下行能够满足用户访问需求。
二 、项目总体设计方案
（一）小区现有情况调研
XX小区位于苏州高新区宝带西路和科锐路交汇处,处于繁华地段，四周有学校，大型商场，山体，医院等环境类型。小区属于2004年建立的小高层公寓，公寓的建筑面积约为90㎡～145㎡。该小区总体占地13.5万方，住宅总建筑面积29.9万方;总户数约2000户，容积率为1.57。小区整体地理外貌情况如图1所示。
图1 XX小区整体地理情况
（二）存在的主要问题
由于该小区是在十几年前开发建设的，随着居民数目迅速增长，以及通信技术的不断发展，原有的通信网络已经不能满足小区居民对4G网络的需求了。特别是随着周边更多高层建筑的施工建设，建筑物的遮挡也给该小区的部分区域带来了信号盲区或信号弱的情况，直接影响了用户的网络体验。
（三）小区项目的需求分析
进一步调查该小区的4G通信需求，重点考察该小区的生活住宅区域，调研数据情况汇总如表2.1所示。
表2.1 小区原有住宅区域通信指标情况汇总表
盖区覆盖等级
上行语音质量
下行语音质量
拥塞率
住宅区域
重要区域
>95%
>95%
<2%；
电平>85
公共活动
次重要区域
>95%
>95%
<3%；
电平>80
行到停车场
一般区域
>95%
>95%
<3%；
电平>75
外部设施区域
非重点考虑的区域
>95%
>95%
<3%；
电平>70
从该表中的数据可以看出，小区的上、下行通话质量指标均大于通信质量的95%，最小电平大于80，通信拥塞率小于2%。
进一步对小区的几个公共活动、停车场、外部设施区域进行通信指标检测，并与原住宅区域的数据进行对比分析，详见表2.2，得到了现有通信指标数值。
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