21-智能天线权值

-PAGE29-智能天线权值智能天线广播波束权值相关知识引言智能天线的基本功能智能天线是N列取向相同的天线按照一定方式排列和激励，利用波的干涉原理形成预定波束的阵列结构天线。智能天线可以通过阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的方向图形，即自适应或以预制方式控制波束宽度、指向和零点位置，使波束指向期望的方向，实现对移动用户的波束跟踪，并自动地抑制干扰方向的副瓣电平。智能天线与GSM天线的区别结构组成区别智能天线由两个或以上天线阵列组成，而GSM系统天线只由一个天线阵列构成。8列单极化智能天线GSM单极化天线8通道双极化智能天线GSM双极化天线功能区别智能天线可以通过改变对各天线阵列的激励（即权值）形成预定波束。而GSM天线只有一个阵列，其波束在设计时已确定，出厂后不可改变。在进行小区覆盖宽度调整时，GSM天线只能更换，TD-SCDMA智能天线可以通过软件改变预定波束的宽度(特指广播波束)，灵活的调整覆盖范围。智能天线的分类全向天线在360°任意方位上均可进行波束扫描的智能天线阵列。定向单极化天线特指采用单极化辐射单元，组成定向阵列，可以在特定方向内进行波束扫描的天线阵列。定向双极化天线特指采用双极化辐射单元，组成定向阵列，可以在特定方向内进行波束扫描的天线阵列。相关基本概念单元波束、广播波束、业务波束单元波束定义为：智能天线单一阵列的接收或者发射的水平面辐射方向图。即，智能天线阵列中任意馈电端口在其它所有端口都接负载时发射或接收到的辐射方向图。广播波束定义为：对智能天线阵列施加特定的幅度和相位激励所形成的全向覆盖或扇区覆盖的辐射方向图。业务波束定义为：对智能天线阵列施加特定的幅度和相位激励所形成的在工作角域内具有任意波束指向扫描以及具有高增益窄波束的方向图。波束宽度波束宽度指波束的主瓣中功率电平下降一半（3dB）的角度范围。如下图所示：横坐标是角度值，纵坐标-3dB处的虚线与波束图相交叉的两个点之间的角度约为65度。波束权值a）什么是权值，什么是TD广播波束权值：权值是天线各端口所施加的特定激励信号的量化表示方法，天线端口施加特定激励的目的是为了得到具有特定覆盖效果的方向图。权值可以表示为幅度/相位方式，幅度一般用归一化的电压值|Ui|或电流值|Ii|表示（也可以用归一化功率表示，注意，功率表示与电压电流表示方式的关系为平方、开方），相位用角度表示。在将权值导入某些厂家的OMC前可能需要将其转化为其他格式。TD广播权值是为得到满足特定小区广播信道覆盖的方向图而对各天线端口施加的激励信号。一般所提到的权值均指“TD广播波束权值”。b）不同厂家天线广播波束权值不同：各厂家天线的单元列方向图因天线内部具体实现结构的不同而存在差异。而广播波束是在权值作用下各单元列方向图的矢量叠加，各厂家单元方向图不同，导致各厂家权值可能存在差异。一般来说权值不能通用，但是也存在将A厂家的权值赋在B厂家的天线上仍可以勉强工作的情况。c）不同类型天线广播波束权值不同，特别是单极化双极化完全不同：单极化天线权值一般呈轴对称分布，即，端口1与端口8相同或近似、端口2与端口7相同或近似、端口3与端口5相同或近似、端口4与端口6相同或近似。典型的单极化权值如下（仅为示意，不做实际应用）：权值端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8幅度∣Ii∣0.500.9511110.950.50相位128-143-62-31-31-62-143128双极化天线8个端口如果分成前后2组，每组4个，则前4个端口与后4个端口的权值完全相同（非轴对称）。典型的双极化权值如下（仅为示意，不做实际应用）权值端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8幅度∣Ii∣0.50110.490.50110.49相位01001001050100100105由此可见，一旦将双极化天线的权值用在单极化上或者反之，会对覆盖带来极不利的影响（在手册第一部分最后将有图例说明）。d）给同一面天线不同的广播波束权值激励，可以得到不同宽度的广播波束：这是智能天线的应用优势，可以不改变硬件，完全使用软件方法实现波束的动态调整。e）对于同一面天线同一个广播波束宽度可能存在若干组不同的广播波束权值：这些权值都能够实现对特定宽度（如65度）的广播波束进行赋形（具体形状可能略有不同），这些组权值可能都是正确的，但只有一组是最优的。一般认为绝对最优的权值是不能得到的。广播波束权值与广播波束赋形的关系举例同一面智能天线加以不同权值激励得到不同宽度广播波束赋形举例以双极化天线为例：30°广播波束的权值与方向图极化类型广播波束宽度权值端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8双极化30度幅度∣Ii∣0.53110.530.53110.53相位-4500-45-4500-45方向图65°广播波束的权值与方向图极化类型广播波束宽度权值端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8双极化65度幅度∣Ii∣0.53110.530.53110.53相位-10000-100-10000-100方向图90°广播波束的权值与方向图极化类型广播波束宽度权值端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8双极化90度幅度∣Ii∣0.53110.530.53110.53相位-12000-120-12000-120方向图其他宽度广播波束举例极化类型广播波束宽度权值端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8双极化45度幅度∣Ii∣0.45110.450.45110.45相位-8500-85-8500-85方向图错误的广播波束权值应用举例双极化误用单极化系数单极化误用双极化误用单极化系数单极化误用双极化系数智能天线广播波束权值操作手册基本原理波束权值的操作过程主要是建立数据库并进行索引、调用的过程。主要分为两大过程：1.建立天线权值数据库；2.输入天线权值索引，系统会根据输入索引调用数据库中相应的天线权值并使之生效。数据库调用示意图如下：基本流程1.3基本概念CellBeam实例CellBeam实例是指数据库中的一组描述小区波束形状的权值数据。CellBeam实例的脚本CellBeam实例的脚本是指包含一组命令的文件,可以直接拷贝到工具台来执行,可以省去手动输入命令的麻烦。一般会随版本发布推荐的脚本文件，示意文件如下：基本命令1、查询命令：LSTCELLBEAM2、添加命令：ADDCELLBEAM:ANTENNAVENDOR=TongYu,BEAMWIDTH=65Degrees,PREBF6COEFF="324324545234534",PREBF8COEFF="34534253245",FreqBand=BandF,SABeamDirection=0Degrees,TimeStamp=2010&07&19&21&00&02;这里的几个英文单词分别是CELLBEAM：小区波束ANTENNAVENDOR：天线厂家BEAMWIDTH：波束宽度（30/65/90/120度、等）FreqBand：频段；3、修改命令：MODCELLBEAM4、删除命令：RMVCELLBEAM:天线权值索引天线权值索引由以下几个参数决定：天线厂商（京信、通宇等）天线类型（单极化、双极化等）小区形状（后改名为“波束宽度”）（30度、65度、90度等）天线权值属性CellBeam下的各个属性参数表示天线在不同的PATH工作状态下的天线权值。具体每个属性的含义可以参考下面的表格，如下图中的ssaBch8DualDefault表示8通道双极化天线在8个PATH全部工作正常时的权值系数；ssaBch8Default表示8通道单极化线阵天线在8个PATH全部工作正常时的权值系数。其中的PATH0对应的是前面提到的通道1，后面的对应关系依次类推。说明：天线编号从1开始，8天线序号分别为1～8，对应RRU的PATH编号为0～7。天线权值属性定义：天线类型波束赋形参数使用说明对应的RRU8通道圆阵天线preBF8coeff只要是8通道圆阵天线就取这值。RRU2688通道单极化线阵天线ssaBch8Broken07Path0or7坏的容灾系数RRU268ssaBch8Broken16Path1or6坏的容灾系数ssaBch8Broken25Path2or5坏的容灾系数ssaBch8Broken34Path3or4坏的容灾系数ssaBch8BrokenTwoPath0&1orPath0&7orPath6&7坏的容灾系数ssaBch8Default其它情况均使用默认值8通道双极化天线ssaBch8DualBroken0Path0坏的容灾系数RRU268,RRU268IssaBch8DualBroken1Path1坏的容灾系数ssaBch8DualBroken2Path2坏的容灾系数ssaBch8DualBroken3Path3坏的容灾系数ssaBch8DualBroken4Path4坏的容灾系数ssaBch8DualBroken5Path5坏的容灾系数ssaBch8DualBroken6Path6坏的容灾系数ssaBch8DualBroken7Path7坏的容灾系数ssaBch8DualBrokenTwoPath0&4orPath3&7坏的容灾系数ssaBch8DualDefault其它情况均使用默认值8通道紧凑型天线（目前外场没这种天线）ssaBch8CmptBroken07Path0or7坏的容灾系数RRU268ssaBch8CmptBroken16Path1or6坏的容灾系数ssaBch8CmptBroken25Path2or5坏的容灾系数ssaBch8CmptBroken34Path3or4坏的容灾系数ssaBch8CmptBrokenTwoPath0&1orPath0&7orPath6&7坏的容灾系数ssaBch8CmptDefault其它情况均使用默认值6通道圆阵天线preBF6coeffRRU2666通道线阵天线ssaBch6Broken05Path0or5坏的容灾系数RRU266ssaBch6Broken14Path1or4坏的容灾系数ssaBch6Broken23Path2or3坏的容灾系数ssaBch6BrokenTwoPath0&5orPath4&5orPath0&1坏的容灾系数ssaBch6Default其它情况均使用默认值6通道紧凑型天线ssaBch6CmptBroken05Path0or5坏的容灾系数RRU266ssaBch6CmptBroken14Path1or4坏的容灾系数ssaBch6CmptBroken23Path2or3坏的容灾系数ssaBch6CmptBrokenTwoPath0&5orPath4&5orPath0&1坏的容灾系数ssaBch6CmptDefault其它情况均使用默认值单通道天线ssaBchSingleAnt单Path场景RRU261室内覆盖天线preBF6coeff/preBF8coeff室内覆盖场景RRU268，RRU266，RRU261准备权值数据手工计算方法天线厂家会给出权值手册，每个权值对应一个波束赋形，如下：天线厂家提供的原始数据：端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口865度广播波束幅度（U）0.5110.710.71110.5相位(度）-30-134152130130152-134-30上面的这组权值转化后的16进制数据为B35E26230FB844C144C10FB82623B35E，其中每四个16进制数为一组，对应一个天线端口的权值，前两位表示对应天线端口的幅度值，后两位表示对应天线端口的相位值。第一个端口的权值手工转换方法如下：幅度*cos(相位)/0.008+125=179(十进制)，转换成两位十六进制为B3;幅度*sin(相位)/0.008+125=94（十进制），转换成两位十六进制为5E；后面的7个端口的转化方法同上。8组都转化后就为B35E26230FB844C144C10FB82623B35E这就是需要输入到数据库的一个32位天线权值16进制数据。然后按照“权值修改方法”输入到LMT-B中相应数据栏。利用工具将幅度相位原始数据自动转换为16进制数据步骤一 ：将天线厂家提供的原始数据输出到工具的表格中，如天线厂家提供的原始数据：原始数据端口1端口2端口3端口4端口5端口6端口7端口8单极化8线65度广播波束幅度（U）0.501.001.000.710.711.001.000.50相位(°)-30.00-134.00152.00130.00130.00152.00-134.00-30.00步骤二 ：工具中相应的单元格会自动转换为16进制数，转换后的数据为如下所示的32位16进制数：B35E26230FB844C144C步骤三：按照下面章节的“权值库修改方法”输入到LMT－B中相应权值数据栏。如要修改的是京信8通道双极化天线65度的权值为：E17D008600844C7EE17D008600844C7E，则在下面的框中选择“京信”，“65度”；找到8通道双极化天线对应的英文“ssaBch8DualDefault”并输入相应值，如下图：MODCELLBEAM:ANTENNAVENDOR=COMBA,BEAMWIDTH=65Degrees,SSABCH8DUALDEFAULTWV="E17D008600844C7EE17D008600844C7E",FreqBand=BandF,SABeamDirection=0Degrees;工具和使用说明见附件：注：如果打开后发现，转换出的不是16进制数，而是英文字母，则可能是EXL工具没有添加上相应公式的库。按照菜单TOOLS－>加载宏，会出现下图，将选项框中都打上对号即可。利用工具将16进制数据自动转换为幅度相位值将16进制数据串输出到工具的表格中，工具会自动反转换为各个通道的幅度相位值。维护权值库对权值库操作可以用LMT-B和OMC-B工具，LMT-B只能对单站操作，OMC-B可以对多个站批量处理。下面分别介绍用LMT-B和OMC-B在这两种情况下的操作步骤。通过LMT-B或OMC-B向权值库追加单个新的天线权值这一步也称为向权值库添加一个CellBeam实例。通过命令ADDCELLBEAM来添加一个CellBeam实例，每个实例对应一种天线厂商、频段和波束宽度的组合，每个实例所给的权值包含该组合下在不同天线类型和PATH状态时的权值系数。通过LMT-B和脚本向权值库批量追加新的天线权值有两种方法追加天线权值，可以在升级NodeB的时候追加或者直接对运行的站执行脚本追加天线权值。基站升级时追加天线权值1、参考对应版本升级指导书，升级前把MML配置导出来。2、用随版本发布的脚本转换工具转换成新版本对应的脚本，参考对应版本发布的升级指导书中的操作说明。3、打开下面附件所示的CellBeamCfgRecov.txt文件（随版本发布），将内容粘贴到转换后的脚本最后面，保存（如果该站已经配置过最新的CELLBEAM，则该步骤不需要做）。注意：如果该站配置过CELLBEAM，但不是最新的或者不全，需要手工将之前的旧的ADDCELLBEAM命令行都删除,然后把附件粘贴到脚本的最后面。如果没有把以前的旧的ADDCELLBEAM命令行都删除干净，后导致有重复的ADDCELLBEAM命令执行，会导致升级失败。也就说同样的ADDCELLBEAM命令行重复执行是会报错的。如下图所示，其中蓝色框及其上面的脚本是原有的脚本，红色框内的脚本为拷贝过来的CELLBEAM脚本。4、下载修改后的MML配置恢复脚本到NodeB。5、其余步骤参考升级指导书中的操作。基站运行时追加天线权值基站正常运行过程中，也可以修改天线权值数据库，直接附件所示的执行脚本即可。执行脚本的方式如下图：点击LMT-B的参考【系统（S）】【批处理(B)】，弹出如下对话框，点击【打开】，找到CellBeamScriptAdd.txt文件，选择全部执行即可。注意事项：脚本执行中如果ADDCELLBEAM失败，是因为有的站点已经配置过CELLBEAM，属于正常情况。通过OMC-B和脚本向权值库批量追加新的天线权值基站升级时追加天线权值方法同通过LMT-B向权值库批量追加新的天线权值，可参考4.2.1节的方法。基站运行时追加天线权值步骤1：启动OMC客户端并登录，点击【维护】->【集中任务管理】步骤2： 双击【其他】->【MML脚】步骤3：输入任务名称为天线权值追加，选择一次性任务，并点击下一步步骤4： 选中立即执行，并点击下一步步骤5：选择附件所示的脚本文件CellBeamScriptAdd.txt，重选网元，选中NODEB（此处可以多选），不要选中RNC，点击完成，会提示上传文件。步骤6：上传文件后，会显示任务执行进度，当执行100%后，查看执行结果如下。注意事项：1、如果小区已经建立，则需要在先闭塞该基站的所有小区再进行批量操作。2、有些站可能已经配置过天线权值，在最后的结果查看，部分ADDCELLBEAM的命令会显示为对象已经存在，这个是正常现象。查询方法方法1.在小区建立后通过命令DSPCARRIERRES查询当前生效的Cellbeam参数值，此处以LMT-B的操作为例，OMC-B上的操作类似，命令相同。方法2.可以通过命令LSTCELLBEAM获知：如上，可以看到preBF8coeff对应的权值系数。修改方法如果需要手工向权值库修改权值均可采用此方法；LMT-B操作方法步骤一：如果需要变更当前Beam参数的取值，需要知道天线供应商，小区形状。可以遵循第三章中描述的查询方法，查询出当前Beam参数、天线供应商、波束宽度和频段。例如参照第三章查出当前Beam参数为preBF8coeff，并知道天线供应商为“安德鲁”，波束宽度为“65”。步骤二：通过MODCELLBEAM命令对其进行修改。如上图可把天线供应商为“安德鲁”，小区形状为“六边形”的CELLBEAM属性preBF8coeff的取值修改为“FA7DFA7DFA7DFA7DFA7DFA7DFA7D1111”。步骤三：修改完成后自动生效，这时可以查询一下是否已修改成新的权值。OMC-B操作方法在OMC-B上可以同时选中多个NodeB，执行MODCELLBEAM操作：步骤一：点击OMC-B菜单【维护（M）】【命令(L)】步骤二：在左边的基站列表里选中需要修改的站名步骤三：在命令输入栏输入命令修改某一个天线厂商的某一种权值步骤四：点击执行，如下，会对所有选中的站执行该命令修改,修改完成后自动生效.删除方法执行RMVCELLBEAM命令,如下图：注：本操作只能对还未生效的cellbeam数据进行操作，对于已经生效的的cellbeam不能删除。对天线操作本章阐明如何通过选择天线厂家和天线类型、波束宽度等对天线参数的操作来实现对权值库数据的调用，实现自动权值配置。配置NodeB的天线厂家和天线类型使用命令ADDANTENNA：其中红色部分必须要实际填写，黑色部分可以选填。配置小区波束宽度使用命令ADDLOCELL:上图中的其他黑色部分使用默认值。配置生效对于没有建立小区的基站，当进行上面的基本操作之后，NodeB软件会根据配置的天线厂商、天线类型、小区形状和PATH状态来调用对应的天线权值参数，等小区建立后配置才生效。对于已经建立小区的基站，如果需要创建、删除CELLBEAM数据库中的CELLBEAM实例，首先执行数据库的创建、