天线和扇区划分
高容量的需求
如前文所述,定向蜂窝天线的辐射范围通常为120度(三分之一圆周)。安装在三角塔上时,三套此类天线便可实现全方位覆盖。但是在人口稠密的城区,对网络容量的需求量也更大,则需要通过采用更窄波束的天线(称为六扇区方案)来处理附加通信量。尽管已经证明,这种方案可有效扩大容量,但由于需要以双面天线取代单面天线,这不但会为通信塔带来重量和风荷载挑战,而且可能会在区域划分和塔顶资源分配等方面出现问题,因此其应用受到实际条件的限制。
最近提出的解决方案认为,可采用康普公司的双波束天线来解决这一问题。该天线可产生中心间隔角度为60度的两束相互独立的38度波束。如图3所示,这种双波瓣方式不但可提供理想的覆盖范围,而且只需3个天线便可取代6根独立的单波束天线。
这种双波瓣方式不但可提供理想的覆盖范围
在开放场所、户外活动区域或高密度容量区(例如市区商务楼)等容量需求更高的区域,即便服务要求再高、容量需求再大,也可通过增加天线波束数量,缩小波束宽度来满足。外形各异的3波束、5波束甚至18波束天线,不但可显著提高容量,而且可通过采取提高天线增益、抑制对其它扇区的干扰等信噪比改善措施,来提高数据的吞吐量。
未来发展趋势
各种新技术正在以惊人的速度得到开发与部署。LTE是如今众所周知的尖端网络领域。由于吸收了多入多出(MIMO)的概念,LTE有望彻底重塑网络的运行方式。MIMO技术可将数据分为多个数据流,采用多个天线在同一时间以相同的频率进行发送。2x2 MIMO是指在下行链路中采用2个天线用于传输,手机中用2个天线进行接收。
这一技术进步令人兴奋之处在于,MIMO性能接近了射频通信的传统限制极限,即香农定理设定的限制,香农定理描述了在给定带宽条件下,数据吞吐量的大小。如图4所示,在实际应用中,仅可获得带宽的理论最大值的3dB以内。借助2X2 MIMO技术,容量有望达到受香农定理限制的传统3G网络的两倍。
仅可获得带宽的理论最大值的3dB以内
对于LTE系统来说,若要最大限度发挥MIMO潜能,则必须尽可能降低干扰,这便意味着,对于新的4G LTE网络来说,扇区划分具有更加重要的意义。如今,无线用户需要在加快速度的同时,确保通话的稳定性,因此,为了给当下和未来打造稳健的无线网络,实现数据的快速可靠传输和无缝语音功能,采用适合的天线和扇区划分技术势在必行。
从图3 可以看到,康普双波束天线具有更小的波束间重叠。这种特性在LTE网络中对容量的提升作用会更大,因为它使得扇区间的划分更加精确了。
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