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1、附件1：成果上报申请书成果名称TD-SCDMA室外智能天线横置覆盖高层建筑成果申报单位成果承担部门/分公司计划部TD项目组项目负责人姓名项目负责人联系电话和Email成果专业类别*无线网成果研究类别其他省内评审结果优秀关键词索引（35个）智能天线，波瓣角，横置，半功率角，主瓣覆盖范围文章摘要：TDSCDMA试验网规划和建设过程中，很多建筑是无法通过室内分布系统进行覆盖的，例如居民小区以及业主协调存在困难的宾馆和写字楼，如何更好地对这些建筑进行有效的覆盖是天津公司TD试验网网络规划和优化所面临的问题和挑战，天津公司TD项目组针对该问题进行了深入的研究，充分地利用TDSCDMA智能天线的技术特点，
2、创新地提出以室外智能天线的横向放置覆盖高层建筑的创新课题，更好地解决了无法建设室内分布系统的高层建筑物的覆盖问题，同时采用智能天线横置对建筑物进行覆盖与新建室内分布系统相比，会减少很大一部分工程投资和设备投资。因此这个创新项目在TD-SCDMA网络建设的成本节约方面具有明显的优势。智能天线横置的创新方式，在本次天津TD试验网中的创新应用，为利用宏基站解决特殊应用场景的覆盖问题提供了一个新的规划和优化思路。省内试运行效果：一般来说，室外智能天线天线垂直方向波瓣半功率角为1012左右，其主覆盖范围为天线挂高的下方范围（主瓣覆盖范围），天线挂高上方较高的范围是难以覆盖的，（智能天线传统放置，一般来说
3、只能覆盖7-8层楼，适合覆盖楼层较少的建筑物，），对于高层建筑来说，即使有信号也是弱信号和漂移信号，信号稳定性和信号强度难以保证。为了达到可以覆盖整栋高层建筑的目的，天津公司TD项目组考虑并研究使用室外智能天线的横向放置来解决这个问题，利用智能天线水平方向波瓣半功率角远大于垂直方向波瓣半功率角的技术特点，横置后用水平方向代替垂直方向，从而增加宏基站对建筑物覆盖的楼层（横置后可覆盖2526层），达到覆盖整个高层建筑的目的。基于智能天线技术特点的理论分析，针对智能天线横置的实际测试效果，在该创新课题的试验和应用中得到反复验证，测试数据表明：实测结果与理论分析相符，采用智能天线横置能够更好地对高层建
4、筑进行有效的覆盖，弥补了采用室外宏站对高层建筑进行室内覆盖时覆盖的楼层跨度有限的不足。目前天津的TD试验网已经应用该创新成果，采用室外智能天线横置覆盖一些写字楼、居民区，实际效果表明该成果可以有效地覆盖高层建筑，弥补了采用室外宏站对高层建筑进行室内覆盖时覆盖的楼层跨度有限的不足。文章主体一般情况下室外站点天线下倾角度为（0度至10度），其主覆盖范围为天线挂高的下方范围（主瓣覆盖范围），天线挂高上方较高的范围是难以覆盖的，即使有信号也是弱信号和漂移信号，信号稳定性和信号强度难以保证。这样高层建筑的中高层位置无线信号难以覆盖。为了达到可以覆盖整栋高层建筑的目的，天津TD组考虑使用室外站点智能天线的
5、横向放置来解决这个问题，即可以覆盖低的区域又可以覆盖高的区域。一、智能天线正常放置和横向放置的覆盖高层的范围1、天线正常放置覆盖高层的范围天线正常放置覆盖高层的范围可以由公式H=D*tag(a/2)计算出来，可以看出，当天线挂高h与覆盖楼层的距离D一定时，覆盖高度2H受天线水平波瓣角a决定，垂直3dB波瓣越大，覆盖高度2H越大即覆盖高层的范围越高。见下图：一般来说，天线的垂直波瓣角较小，30度左右，要覆盖较高的楼层，要求天线到楼层的距离足够远，但覆盖距离越远，信号强度就越弱，楼层深度覆盖不满足，这给垂直覆盖造成一定的困难。2、天线横向放置覆盖高层的范围天线横向放置后天线的垂直波瓣角b（即正常放
6、置的水平波瓣角a）有65度、90度、120度可调以选择，根据天线挂高h与覆盖楼层的距离D，可以选择适当的垂直波瓣角b，可满足覆盖高层建筑的要求。可见下图：二、站点选择标准此次测试选择站点的标准为:高层建筑高度要求为20层左右，室外站点的天线挂高要求为高层建筑的1/3至1/2高度。经过筛选后的室外站点和高层建筑见下表：室外站点站名小区号经度纬度扰码天线挂高高层建筑名称距离（站与测试点）层高南营门3032117.1750439.116746320嘉利中心30米30河西公路局2762117.20239.09721323峰汇广场50米231、智能天线横放置的照片1） 南营门基站（第二小区）天线横向放置
7、如图：2） 河西公路局基站（第二小区）天线横向放置如图：2、高层楼宇照片1） 嘉利中心照片2）峰汇广场照片三、无线参数调整为了使天线横放置后高层建筑达到好的无线覆盖效果，调整了以下参数；1、波束赋形宽度由65度调整为120度，调整这个参数的目的是使整个高层建筑处在无线覆盖区域内。2、小区发射功率由33.9dBm调整到36dBm，调整这个参数的目的是增加无线信号的穿透能力和绕射能力，加强高层室内的深度覆盖。四、分析方法对所有的测试数据，我们采取了多种的对比测试进行对比分析，这些方法在后面的报告中使用到，在这里我们将之大概描述一下：1）调整前后的对比：通过此项对比，我们可以准确地知道在调整前后的效
8、果，通过我们的调整会产生何种效果，从而判断我们的调整是否起到一定的作用。2）综合对比：对于测试点的选择我们已经描述了相当的部分，但由此而产生的结果对比，我们也使用了一定的方法。在这里我们使用了横向和纵向的对比，下面对这两种方法进行描述：（1）纵向对比：是一个上下对比的过程，对于一个测试楼层上、中、下三个部位进行调整前后的效果对比，从而得出调整方法对覆盖目标上中下各个部位的影响（此对比类似于坐标柚的纵坐标变化，所以这里称之为纵向对比）。（2）横向对比：简言之，横向对比就是在坐标柚X柚方向上的变化情况，是对处于同一直线上，但不同位置的覆盖目标在调整前的情况的对比，从而我们可以判断由于天线横向放置对
9、覆盖目标平行于天线放置方向上的影响变化。五、智能天线正常放置与横向放置的测试结果对比1、河西公路局-峰会广场测试结果对比1）调整前后覆盖对比l A座对于覆盖测试，主要是对RSCP强度的测试，并按不同的楼层进行测试分析，通过对测试数据的分析，整体测试结果如下表：从上表中可以看出，在天线调整后还是有了相当不错的改善，特别是中高楼层变化明显，而中低楼层侧变化不显著。下面是对各个楼层进行逐层的对比分析。l B座B座是正好正对天线的地方，对于它的覆盖指标也各测试层的RSCP进行对比，整体测试结果如下表：从表中我们可以看出在中高层的覆盖有了明显的加强，而中低层的变化则不太明显，下面我将逐层进行对比说明。2
10、） 调整前后CS短呼对比l A座下面我们就各个测试楼层进行分别描述说明：1）1F统计信息如下表所示：在调整前后A1F的起呼成功率变化没有变化。2）7F从表中可以看出在调整前后起呼成功率变化不大。3）11F从表中可以看出调整前后起呼成功率有所改善，但变化不大。4）15F从表中可以看好出调整前后起呼成功率有了明显的改善。5）19F从表中可以看出在调整前后变化不明显。6）23F从表中可以看出调整前后变化不明显。总的来说在调整前后A座各层就起呼成功率一项目指标来说变化虽然有所改善，但不太明显。l B座1）1F从表中可以看出在调整前后有一定的改善。但变化不明显。2）7F从表中可以看出在调整前后起呼成功率
11、有了明显的改善。3）11F从表中可以看出在调整前后有了明显的改善，调整前基本上无法起呼，而调整后则起呼成功率达到了90%以上。4）15F从表中可以看出，调整前后起呼成功率有的明显的改善，调整前基本上无法起呼，而调整后则起呼成功率达到了95%左右。5）19F从表中可以看出调整前后起呼成功率有了明显的改善。6）23F从表中可以看出调整前后起呼成功率变化不明显。整个来说，在天线调整前后各个测试楼层在B座来说从上向下变化逐渐减小。在B座中上层的变化最为明显。l 调整前后CS短呼综合对比下面将对AB座从下向上的起调整前后的起呼成功率进行对比，如下表：内容A座B座调整前调整后调整前调整后1F1001009
12、6.31007F94.4491.6791.4310011F92.8693.75093.3315F94.4491.67093.3319F93.7594.7491.6710023F69.23100100100从表中的对比可以看出在A座，起呼成功率变化不是很明显，但也有一定的改善，特别是在高层变化比较明显，而相对于B座来说，从上到上变化很是明显，起呼成功率有很大的变化。3）调整前后数据业务综合对比（A座、B座）（1）PS64K业务数据业务PS64K业务调整影响综合对比：n A座调整前：n A座调整后n B座调整前n B座调整后经过对比，我们可以发现PS64K业务速率在A座的变化相对较大，而B座的影响
13、相对较小，同时在楼层中上部速率变化较为明显，而在下层速率变化不大。（2）PS384业务n 调整前A座n 调整后A座n 调整前B座n 调整后B座经过对比，我们可以发现在A座的变化相对较大，而B座的影响相对较小，同时在楼层中上部速率变化较为明显，而在下层速率变化不大。2、南营门-嘉利中心测试结果对比1）调整前后覆盖对比在对整个测试楼层测试过程的分析过程中，从下到上的纵向分析中我们可以看出，基本上从下向上RSCP的变化逐渐明显，下面列出各个楼层调整前后的RSCP均值进行对比：RSCP值强度均值调整前调整后1F-69.93-68.438F-84.52-7712F-89.82-79.4616F-88.5
14、5-74.3318F-94.92-84.7722F-94.09-73.7226F-94.09-73.7230F-96.06-86.31曲线表如下：2) 调整前后CS短呼对比整体测试楼层的起呼成功率的变化如下图：起呼成功率变化（%）调整前调整后1F1001008F10010012F10010016F5010018F8010022F010026F6094.1230F10094.74从图中可看出在调整前后起呼成功率的变化并不明显。3）调整前后数据业务对比（1）PS64K业务总的来说经过调整后数据业务速率有了一定的改善，但并不是十分显著，下面我们附上从下向上的平均速率变化统计表：下行平均速率表(bps
15、)调整前调整后1F6371867123.378F61670.6867106.2312F6024967029.716F60059.1267137.218F59880.656596822F61976.7367169.8526F61775.0967052.3130F62758.566657.87（2）PS384业务总的来说，整个PS384业务在天线调整后都有一定的改善，但以中上层变化最为显著，下面列出调整前后平均速率的变化图，如下：下行平均速率（bps)调整前调整后1F290665.693958608F277349.03342451.212F277349.03342451.216F278225.57
16、369499.218F247033.16379375.8722F307240.5396886.9326F333840400893.0330F304861.013473043、测试结果总结河西公路局站点峰汇广场测试对比效果如下：内容A座B座RSCP_CoveragePS64PS384RSCP_CoveragePS64PS3841F 变化不明显变化不大变化不大变化不明显变化不大变化不大7F 有所加强有明显的提高有明显的提高变化不明显变化不大无法对比11F 有明显的加强有明显的提高有明显的提高有明显的加强变化不大有明显的提高15F 有明显的加强有明显的提高有明显的提高有明显的加强有明显的提高有明显的
17、提高19F 有明显的加强无法对比变化不明显有明显的加强有明显的提高变化不大23F 有明显的加强变化不明显变化不明显有明显的加强无法对比变化不大其中：各楼层覆盖对比中RSCP值调整前后大于-95dBm的比率如下表：内容A座B座调整前RSCP-95调整后SCP-95调整前RSCP-95调整后RSCP-951F 100%100%99%100%7F 49%44%92%99%11F 30%52%72%94%15F 22%76%48%93%19F 26%73%100%97%23F 74%89%37%92%南营门站点嘉利中心测试对比效果如下：内容RSCP_CoveragePS64PS3841F 变化不大变化
18、不大有明显的提高8F 有明显的加强变化不大有明显的提高12F 有明显的加强变化不大有明显的提高16F 有明显的加强变化不大变化不大18F 有明显的加强变化不大有明显的提高22F 有明显的加强有明显的提高有明显的提高26F 有明显的加强变化不大有明显的提高30F 有明显的加强有明显的提高变化不大其中：各楼层覆盖对比中RSCP值调整前后大于-89dBm的比率如下表：内容调整前RSCP-95调整后SCP-951F 97%100%8F 81%100%12F 62%96%16F 72%99%18F 32%88%22F 39%99%26F 39%99%30F 32%78%六、天线横向放置与室内分布系统工程
19、成本对比1、嘉利中心室内系统与室外天线成本对比1）嘉利中心室内分布系统成本程各费用名称需要安装的设备安装工程其他费用预 备 费总 价 值人民币（元）分布嘉利中心室内分布系统改造单位工程121808151090281269248310272分布嘉利中心室内覆盖信源设备安装单位工程1180188708142404330145296总价值大约46万多元人民币2）室外基站（南盈门站）改造成本由于只是将室外站的相应的一个扇区进行横向安装，基本上不需要增加任何的硬件设备。而工程改造费用与室内分布系统的工程成本费用有几个数量级的差距。因此室外基站的改造成本很低，几乎可以忽略不计。2、峰汇广场室内系统与室外天
20、线成本对比1）峰汇广场室内系统成本整个嘉利中心的造价如下表所示：程各费用名称建筑工程需要安装的设备安装工程其他费用预 备 费总 价 值人民币（元）分布峰汇广场室内分布系统改造单位工程166672089962106552978513818479921分布峰汇广场室内覆盖信源设备安装单位工程1632869470147435763193262总计约67万多元人民币2）室外基站（公路局站）改造成本室外基站的改造成本的情况与南盈门站的计算方法相同，由于发生的费用较少，基本上可以忽略。七、结论此次创新优化专题天线横向放置覆盖高层建筑，我们根据站点条件最终确定了两个站点和其覆盖的高层建筑（南营门站点嘉利中心
21、、河西公路局站点峰汇广场）。对嘉利中心和峰汇广场分别进行了天线正常放置和横向放置的测试对比。测试具体内容有公共信道的覆盖对比，PS64K数据业务对比、PS384K数据业务对比。天线横向放置后通过调整天线的赋形角度由65度调整到120度，使整个高层建筑处在无线覆盖区域内，及小区发射功率由33.9dBm调整到36dBm，增加无线信号的穿透能力和绕射能力，加强室内的深度覆盖从实际测试效果对比可以看出，智能天线的横向放置覆盖高层建筑物没有降低对中低层的覆盖和业务能力，很大程度改善了中高层的覆盖和业务能力。通过这次的测试对比可以看出，在实际测试中满足下面条件的高档高层写字楼与高层住宅楼可以考虑使用这种方
22、法来解决部分室内覆盖问题。1） 覆盖目标具有较多的楼层，并有相当的高度，有较开阔的室内环境。2） 调整天线小区须位于覆盖目标侧前方3） 调整天线小区须距离覆盖目标有较近的位置，并处于一个相对较低的水平面4） 覆盖目标的主要用户分布区位于靠近天线的窗口附近天线横向放置覆盖高层楼宇具有成本相对较低；施工方便，工程量小；施工时间短以及后期维护比较简单等优点。这项技术已经在天津TD试验网建设中得到应用，用以解决一些无法进行室内分布系统建设的高层楼宇的TD信号覆盖问题,并且在节约成本上也取得了明显的效果。但是，室外站智能天线横放覆盖高层楼宇的技术在对楼宇中比较封闭的空间，例如电梯间等位置的信号覆盖还不能满足实际应用中的业务需求，因此这部分空间如果可能的话还是应该尽量由室内分布系统来完成信号覆盖。