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摘 要：通过LTE现网测试，对比小型化天线与普通天线在覆盖性能方面的效果差异，分析总结小型化天线在LTE网络的组网性能和适用场景，为后续商用建设积累经验。
关键词：小型化天线；TD-LTE；SINR；RSRP
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）14-0079-01
经过2G、3G移动通信系统多年的发展，新增天馈系统的建设空间和资源已非常有限，尤其在密集城区LTE网络的天馈建设异常困难，使得小型化天线成为TD-LTE建网的研究方向之一。
1 研究目标
对比孤站环境下，单小区空扰、加扰下，小型化天线与普通天线在拉远、覆盖、前后抑制比、旁瓣等主要性能的差异；对比同一个连续覆盖区域，小型化天线与普通天线在RSRP、SINR、小区吞吐率、切换成功率、无线接通率等性能指标的差异；分析小型化天线与普通天线的优缺点性，总结小型化天线的使用场景，为后续推广使用提供经验。
2 测试环境
测试天线位置、方位角、下倾角和挂高保持相同；测试用小区参数和算法配置、功率设置相同；定点测试时测试位置固定；为了避免测试过程中周围小区的干扰影响结果，测试区域使用D频段高20 M频点，与周围小区异频；主测小区均采用真实终端加载，邻区下行采用模拟加扰，上行不加扰；测试终端速度：低速：0～15 km/h；中速：15～60 km/h；高速：100 km/h以上。
3 测试天线参数对比
小型化FAD天线，采用国信FAD面阵智能天线（8阵子）；普通FAD大天线，采用晖速双极化定向智能天线（8通道）；天线关键技术指标对比如表1所示。
4 测试内容及方法
①孤站拉远对比测试。孤站下对比小型化天线和普通天线分别测试在法线、30°、60°方向上拉远距离和RSRP、SINR、MCS、吞吐量等指标。
②单小区空扰/加扰覆盖对比测试。单小区（空扰/50%加扰/100%加扰）下对比小型化天线和普通天线分别在法线、30°、60°方向上拉远距离指标。
③单小区单用户吞吐量对比测试。单小区（空扰/50%加扰/100%加扰）下法线，30°、60°方向上近中远点RSRP、SINR、MCS、吞吐量等指标测试，对比小型化天线和普通天线单小区吞吐量性能差异。
④连续覆盖对比测试。连续覆盖（空扰/50%加扰/100%加扰）下RSRP、SINR、MCS、吞吐量等指标测试，对比小型化天线和普通天线测试路线各项指标的打点图和CDF曲线，总结小型化天线对连续覆盖区域性能的影响。
⑤高层楼宇场景对比测试。对高层楼宇进行逐一楼层测试，对比小型化天线和普通天线在各个楼层上的RSRP，总结二者垂直波瓣宽度。
⑥终端开机附着成功率对比。对比小型化天线和普通天线，在连续覆盖区域内终端开机附着成功率的差异。
⑦切换成功率对比。对比小型化天线和普通天线在空扰/50%加扰/100%加扰条件下，连续覆盖区域内切换成功率的差异。
⑧前后抑制比对比测试。在法线和后瓣方向上进行拉远测试，分析小型化天线和普通天线在拉远线路上的RSRP，总结二者前后抑制比差异。
⑨水平波束宽度对比测试。在法线、10°、20°……90°方向上进行定点测试，对比小型化天线和普通天线在各个方向上RSRP，总结二者水平波束宽度差异。
5 测试结果
①孤站场景下，在0°和30°方向上小型化天线的拉远距离要大于普通天线。法线断链点拉远距离普通天线约1.6 km，小天线1.8 km，相差约200～300 m；60°方向上小型化天线的拉远距离小于普通天线40～90 m。
②单小区场景在空扰时，两种天线的断链点拉远距离基本相当，约在法线方向500 m左右，且随天线角度的增加拉远距离降低。50%加扰时两种天线类型的拉远距离均有下降，小型化天线的拉远距离下降更明显。
③连续覆盖场景测试，小天线组网的RSRP、SINR和小区吞吐量比普通天线低，SINR空扰低1.8 dB，50%加扰低0.6 dB，100%加扰低2.9 dB，全网平均下行吞吐量下降约16%，切换成功率下降1%～5%，对开机附着成功率影响不大。
④小型化天线和普通天线的水平波瓣宽度相当，约60～80°，但垂直波瓣宽度要大4°以上，表现出小区边缘RSRP有一定优势，但连续组网更容易受邻区干扰。两种天线前后抑制比相当。
⑤高层楼宇场景测试，小型化天线比普通天线垂直波瓣宽，可以覆盖更多楼层。在4楼（与垂直波束法线径向夹角约6°）以上小型化天线的RSRP比大天线好。
6 结 语
从物理规格来看，小型化天线高度约为常规天线的一半，重量为常规8天线的2/3。
从施工成本来看，小型化天线比常规天线成本稍高；小型化天线降低了对抱杆和配重的要求，提高与2/3G基站共抱杆几率，降低了成本；小型化天线安装附件更少，安装耗时更短，降低建网成本。
从组网性能来看，小型化天线垂直波瓣宽，天线辐射能量在垂直方向更为均匀，小区边缘RSRP有一定优势，但常规天线增益高，波束窄，能量集中SINR控制更好；小型化天线由于垂直波束较宽，大规模同频组网时会导致严重的小区间同频干扰；规模连续使用。
综上所述，小型化天线尺寸及重量比传统天线小，便于工程快速建设，从整体测试情况看，小天线总体组网性能经优化后有明显改善但仍略差于普通FAD天线。应用场景建议在站间距小于400 m以内的密集市区，使用小区分布式的高层深度覆盖场景及个别天面紧张施工难度大的站点可以考虑采用小型化天线。
参考文献：
[1] 傅海，黄旭阳，林栋.TD-LTE智能天线小型化应用研究[J].电信工程技术与标准化，2012，（7）.
关键词：小型化天线；TD-LTE；SINR；RSRP
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）14-0079-01
经过2G、3G移动通信系统多年的发展，新增天馈系统的建设空间和资源已非常有限，尤其在密集城区LTE网络的天馈建设异常困难，使得小型化天线成为TD-LTE建网的研究方向之一。
1 研究目标
对比孤站环境下，单小区空扰、加扰下，小型化天线与普通天线在拉远、覆盖、前后抑制比、旁瓣等主要性能的差异；对比同一个连续覆盖区域，小型化天线与普通天线在RSRP、SINR、小区吞吐率、切换成功率、无线接通率等性能指标的差异；分析小型化天线与普通天线的优缺点性，总结小型化天线的使用场景，为后续推广使用提供经验。
2 测试环境
测试天线位置、方位角、下倾角和挂高保持相同；测试用小区参数和算法配置、功率设置相同；定点测试时测试位置固定；为了避免测试过程中周围小区的干扰影响结果，测试区域使用D频段高20 M频点，与周围小区异频；主测小区均采用真实终端加载，邻区下行采用模拟加扰，上行不加扰；测试终端速度：低速：0～15 km/h；中速：15～60 km/h；高速：100 km/h以上。
3 测试天线参数对比
小型化FAD天线，采用国信FAD面阵智能天线（8阵子）；普通FAD大天线，采用晖速双极化定向智能天线（8通道）；天线关键技术指标对比如表1所示。
4 测试内容及方法
①孤站拉远对比测试。孤站下对比小型化天线和普通天线分别测试在法线、30°、60°方向上拉远距离和RSRP、SINR、MCS、吞吐量等指标。
②单小区空扰/加扰覆盖对比测试。单小区（空扰/50%加扰/100%加扰）下对比小型化天线和普通天线分别在法线、30°、60°方向上拉远距离指标。
③单小区单用户吞吐量对比测试。单小区（空扰/50%加扰/100%加扰）下法线，30°、60°方向上近中远点RSRP、SINR、MCS、吞吐量等指标测试，对比小型化天线和普通天线单小区吞吐量性能差异。
④连续覆盖对比测试。连续覆盖（空扰/50%加扰/100%加扰）下RSRP、SINR、MCS、吞吐量等指标测试，对比小型化天线和普通天线测试路线各项指标的打点图和CDF曲线，总结小型化天线对连续覆盖区域性能的影响。
⑤高层楼宇场景对比测试。对高层楼宇进行逐一楼层测试，对比小型化天线和普通天线在各个楼层上的RSRP，总结二者垂直波瓣宽度。
⑥终端开机附着成功率对比。对比小型化天线和普通天线，在连续覆盖区域内终端开机附着成功率的差异。
⑦切换成功率对比。对比小型化天线和普通天线在空扰/50%加扰/100%加扰条件下，连续覆盖区域内切换成功率的差异。
⑧前后抑制比对比测试。在法线和后瓣方向上进行拉远测试，分析小型化天线和普通天线在拉远线路上的RSRP，总结二者前后抑制比差异。
⑨水平波束宽度对比测试。在法线、10°、20°……90°方向上进行定点测试，对比小型化天线和普通天线在各个方向上RSRP，总结二者水平波束宽度差异。
5 测试结果
①孤站场景下，在0°和30°方向上小型化天线的拉远距离要大于普通天线。法线断链点拉远距离普通天线约1.6 km，小天线1.8 km，相差约200～300 m；60°方向上小型化天线的拉远距离小于普通天线40～90 m。
②单小区场景在空扰时，两种天线的断链点拉远距离基本相当，约在法线方向500 m左右，且随天线角度的增加拉远距离降低。50%加扰时两种天线类型的拉远距离均有下降，小型化天线的拉远距离下降更明显。
③连续覆盖场景测试，小天线组网的RSRP、SINR和小区吞吐量比普通天线低，SINR空扰低1.8 dB，50%加扰低0.6 dB，100%加扰低2.9 dB，全网平均下行吞吐量下降约16%，切换成功率下降1%～5%，对开机附着成功率影响不大。
④小型化天线和普通天线的水平波瓣宽度相当，约60～80°，但垂直波瓣宽度要大4°以上，表现出小区边缘RSRP有一定优势，但连续组网更容易受邻区干扰。两种天线前后抑制比相当。
⑤高层楼宇场景测试，小型化天线比普通天线垂直波瓣宽，可以覆盖更多楼层。在4楼（与垂直波束法线径向夹角约6°）以上小型化天线的RSRP比大天线好。
6 结 语
从物理规格来看，小型化天线高度约为常规天线的一半，重量为常规8天线的2/3。
从施工成本来看，小型化天线比常规天线成本稍高；小型化天线降低了对抱杆和配重的要求，提高与2/3G基站共抱杆几率，降低了成本；小型化天线安装附件更少，安装耗时更短，降低建网成本。
从组网性能来看，小型化天线垂直波瓣宽，天线辐射能量在垂直方向更为均匀，小区边缘RSRP有一定优势，但常规天线增益高，波束窄，能量集中SINR控制更好；小型化天线由于垂直波束较宽，大规模同频组网时会导致严重的小区间同频干扰；规模连续使用。
综上所述，小型化天线尺寸及重量比传统天线小，便于工程快速建设，从整体测试情况看，小天线总体组网性能经优化后有明显改善但仍略差于普通FAD天线。应用场景建议在站间距小于400 m以内的密集市区，使用小区分布式的高层深度覆盖场景及个别天面紧张施工难度大的站点可以考虑采用小型化天线。
参考文献：
[1] 傅海，黄旭阳，林栋.TD-LTE智能天线小型化应用研究[J].电信工程技术与标准化，2012，（7）.