智能天线敢不敢下倾

下倾角给天线赋形带来的大振荡

当普通天线下倾技术成为无线网络规划的宠儿，为其带来更多灵活性、便利性时，智能天线能否放下坚挺的身板，也稍微下倾一些，从而给天线赋形带来更多惊喜呢？

在目前的TD-SCDMA系统中，采用的智能天线赋形波束仅在水平方向上跟踪激活用户移动，而不考虑垂直方向上波束赋形的影响。一般认为智能天线本身的垂直赋形对各个方向影响相同或不影响。但是，当智能天线下倾时，垂直方向上的赋形图是否如我们假设的那样是一种理想圆图呢？

对智能天线圆阵来说，下倾角的变化会引起天线阵元间垂直方向的相位差，从而影响垂直方向赋形图的形状及大小。这种影响对线阵则不存在。因此，下面的研究主要针对智能天线圆阵。

智能天线均匀圆阵的阵元数不同，下倾角对垂直赋形的影响也不同。如6阵元天线的阵元间隔比8阵元大，则下倾角变化引起的垂直方向上相位差变化也大，进而垂直赋形图的变化也更剧烈。

那这种垂直赋形图的变化是一种怎样的趋势呢？

在仿真实验中，我们选取8阵元均匀圆阵智能天线。设用户仰角为10度。我们看到随着下倾角的增大，垂直赋形图主瓣越来越明显对准垂直方向上的用户。波瓣越来越明显，垂直增益也逐渐增大。

在业务密集区，基站间距较小、下倾角较大的条件下，垂直赋形图波瓣很明显。垂直赋形和水平赋形联合应用，天线赋形主瓣可精确地指向目标用户。

如果TD系统中智能天线有一定下倾角度，并将其对应的垂直赋形引入现行系统，又会带来怎样的影响呢？

下倾角带来的影响

对智能天线性能的影响

引入垂直赋形后，在三维空间内智能天线水平半功率角展宽。

在建筑物密集区，多径影响加重，角度扩展影响了智能天线对DOA信息的识别，在波束赋形角度上可能会产生判断偏差。智能天线接收信号的角度展宽，增大了信号接收范围，抑制了角度扩展的影响。

相反，在角度扩展影响较小的区域，智能天线窄波束的优势被削弱，增大了干扰信号的影响。

对预规划的影响

当引入智能天线垂直赋形后，天线波束对目标用户距离更加敏感，从而使小区边界变得模糊。用户集中在小区边界时，垂直赋形增大了小区半径，对临小区干扰增大。当用户集中在基站附近时，垂直赋形减小了小区半径，在本小区与临小区之间出现覆盖盲区，加重了临小区负担。垂直赋形引起的这种呼吸效应，给临小区覆盖质量带来很大影响。

对DCA的影响

对于A、B两用户，在现行的TD系统中，仅凭水平方位角为基础的天线赋形是无法达到区分用户，降低干扰的目的的。TD系统中引入了DCA，将不同时隙分配给A、B用户。而在引入智能天线垂直赋形后，对A、B用户分别进行垂直赋形，其结果与水平赋形结果相加，可能会产生两个互无重叠的赋形波束，这时即使不用DCA算法进行信道分配，也可以区分A、B用户。可见，垂直赋形图的引入，可以降低对DCA算法精确度的要求，同时达到更好的区分用户的效果。

对远近效应的影响

智能天线下倾后产生的主波束更加精确地对准目标用户，可以对远近效应有很好的抑制效果。特别是在天线正下方区域内的干扰用户往往受到了垂直赋形的增益抑制。这种情况甚至可以不用功率控制也能消除远近效应的影响。但是这种情况基站覆盖范围较小，小区内目标用户和干扰用户距离不会相差很大，远近效应的影响也不明显。所以垂直赋形对远近效应的抑制很有局限性。

工程应用

如何在工程中扬长避短地应用智能天线的下倾角，可以从以下几方面考虑：

第一，如何设定小区半径。

在下行容量估算时，改良对临小区干扰的统计方法。根据用户密度图对各个小区内的天线平均赋形增益设定一个相乘的权值。当用户集中分布在小区边界时(可根据用户密集程度先假设小区半径，宏小区300至1000米，微小区50至500米)，该权值趋近于1。用户分布越靠近小区内部，权值越小。在对临小区干扰统计时，考虑的是临小区天线平均赋形增益乘以临小区权值后的值。而本小区天线的增益影响也要乘以本小区相应的权值。最后根据干扰因子确定小区半径。

第二，采用较宽松的频率复用方式。

在TD系统中，考虑到TD单频点带宽较窄，可以在预规划时采用较宽松的频率复用方式，减少相邻两小区同频可能性，从而减小Ioc，弥补因呼吸效应而引起的Ioc增大。

第三，改良基于干扰的DCA算法。

算法原理和基本实现过程不变，但是干扰的测量和计算要考虑到垂直赋形的影响。根据干扰的大小，调整算法参数和调高门限值。