可重構(gòu)波束天線滿足大數(shù)據(jù)流需要

隨著數(shù)據(jù)服務(wù)用戶數(shù)量的不斷增加和單位用戶流量的增加，全球市場上的無線數(shù)據(jù)流量正以指數(shù)級的趨勢不斷增加。由于其增大的容量、方便用戶的應(yīng)用程序、便利的互聯(lián)網(wǎng)接入、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的持續(xù)同步，及一些諸如視頻之類的應(yīng)用程序的高帶寬要求，智能手機(jī)加入到了日益增加的無線流量中。為應(yīng)對此數(shù)據(jù)流量暴增，無線運營商正利用3G技術(shù)及其它更優(yōu)越的技術(shù)來增加網(wǎng)絡(luò)容量，但同時尖端的基礎(chǔ)構(gòu)架解決方案也可用于對容量進(jìn)行優(yōu)化。可重構(gòu)波束的基站天線通過平衡負(fù)載、降低干擾和優(yōu)化覆蓋模式對容量需求的滿足起到了促進(jìn)作用。

您知道一部智能手機(jī)下載一個普通的2分鐘視頻需要的容量與同時發(fā)送50萬條文本信息的容量一樣嗎?而一個普通的Apple iPhone用戶每月大約生成500兆字節(jié)的數(shù)據(jù)流量，大約比任何其它智能手機(jī)類型(50兆)的用戶生成的數(shù)據(jù)流量多10倍?因此，無線運營商面臨著確保其用戶能夠有足夠容量的挑戰(zhàn)，是不足為奇的。所有的行業(yè)報告都指向了寬帶無線網(wǎng)絡(luò)中持續(xù)涌現(xiàn)的巨大數(shù)據(jù)流量。

然而，即使在試圖增加所需的網(wǎng)絡(luò)容量以應(yīng)對高通信量的同時，運營商也面臨著維持低成本的重大壓力。增加容量所需的成本涉及以下兩個方面：部署的初始成本(CapEx)和所有權(quán)的總成本(OpEx)。這兩個方面都相當(dāng)?shù)闹匾驗槌掷m(xù)的昂貴優(yōu)化可能在中長期內(nèi)引起較高的運營開支。在許多基站，高昂的天線優(yōu)化站點訪問使得運營成本都超出了初始的CapEx。無線服務(wù)提供商不得不提供額外的容量以支持需求，但應(yīng)在最少的總成本下，盡可能有效地進(jìn)行。

有效地應(yīng)對容量挑戰(zhàn)

通常當(dāng)面臨容量挑戰(zhàn)時，運營商將簡單地加入更多的基站以超額建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。僅在業(yè)務(wù)區(qū)域加入更過站點或更多無線電基站以容納峰值流量，增加了非高峰時期效率低(例如，在晚上，當(dāng)人們都返回家中時)的情況。這些網(wǎng)絡(luò)是靜止的，在一天的任何時候提供給各區(qū)域的容量都是相同的，折舊導(dǎo)致了昂貴的無線電基站容量的低效使用。用戶是移動的，并且除非將用戶移動納入考慮，否則容量與需求之間將不協(xié)調(diào)。

幸運的是，用戶移動并不是混亂無序的，而是可預(yù)測的。在工作周期間，絕大多數(shù)流量通常是在早上從各居住區(qū)向各商業(yè)區(qū)域移動，然后在商業(yè)區(qū)停留一整天，最后傍晚或晚上時返回到居住區(qū)?？梢暂p易地從這轉(zhuǎn)換中捕獲到普通的流量模式，并產(chǎn)生新的無線電規(guī)劃;例如

· 針對上班時間的無線電規(guī)劃，白天集中在商業(yè)區(qū)域

· 針對上下班高峰時間的無線電規(guī)劃，覆蓋通勤者和工人

· 晚間或周末規(guī)劃針對于用戶在家時

· 各歸劃可以具有不同的網(wǎng)絡(luò)配置。

可重構(gòu)波束天線能夠?qū)Ω淖冎械牧髁磕Ｊ阶鰧崟r調(diào)整，可以通過下傾波束來動態(tài)地跨一個基站的所有小區(qū)平衡負(fù)載容量，通過+/-30°來改變波束的水平方向角并且還可在35°到105°之間改變光束寬度。由于流量通常出現(xiàn)在各熱點區(qū)域，使得一些區(qū)域超負(fù)載因而拒絕新的呼叫，而鄰近的各區(qū)域仍未得到完全利用。由于可連續(xù)調(diào)整的波束通過三維成形，因而流量在整個網(wǎng)絡(luò)得到更均勻地分布，進(jìn)而保證了容量的有效使用。這些三自由度也改變了天線的增益，意味著可重構(gòu)天線可以將其增益從帶有14dBi增益的105°天線改變到帶有18dBi增益的65°天線，或到20dBi增益的35°天線，從而有助于增加有高度干擾的區(qū)域的信噪比。

可以通過點擊鼠標(biāo)就能實現(xiàn)負(fù)載平衡，因為高級的可重構(gòu)波束天線可以通過網(wǎng)絡(luò)連接來進(jìn)行管理。這意味著站點訪問不再昂貴，并意味著有能力晝夜執(zhí)行不同的無線電規(guī)劃。超負(fù)載分區(qū)可以得到來自利用不足區(qū)域的援助，以便跨站點區(qū)域均勻分布流量?？梢酝七t或甚至可以避免更多無線電站或更多站點的加入，從而節(jié)省了CapEx并降低了對獲得更多信道的需要。而獲得更多信道是非常困難并昂貴的。可重構(gòu)波束天線的獨特三自由度有助于降低敏感的3G和4G網(wǎng)絡(luò)中的干擾和提供最佳的可能覆蓋模式。

為獲得最佳性能而限制干擾

在所有無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，來自臨近區(qū)域的下行線路干擾和來自移動裝置的上行線路干擾的抑制是一項至關(guān)重要的要求。但是相較于2G系統(tǒng)，3G和4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如UMTS、WiMAX和LTE，對干擾更為敏感。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，干擾不僅對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，也對服務(wù)區(qū)域、容量和數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生巨大影響。更高的干擾實際上減小了3G和4G網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)區(qū)域，反之，降低干擾可增大服務(wù)區(qū)域。在規(guī)劃3G和4G網(wǎng)絡(luò)過程中的一大關(guān)鍵目標(biāo)在于優(yōu)化并降低干擾。

限制干擾能改進(jìn)無線網(wǎng)絡(luò)中的信噪比(SNR)——這是影響數(shù)據(jù)速率和容量，并最終影響服務(wù)質(zhì)量的一大關(guān)鍵參數(shù)。如果干擾未獲得良好補(bǔ)償，手機(jī)會增加其功率，以改進(jìn)上行線路信號，從而幫助此特定手機(jī)保持其連接。但是，為使手機(jī)在補(bǔ)償過程中增大其功率，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)和所有其它連接至該網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)遭受更高的噪聲干擾，更多干擾，更低SNR。這一連鎖反應(yīng)對無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量、容量和數(shù)據(jù)速率，尤其是邊緣用戶存在顯著的聯(lián)合負(fù)面影響。

兩大因素對運行低干擾無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要：初始干擾抑制和為保持此干擾抑制而進(jìn)行的持續(xù)優(yōu)化?？芍貥?gòu)天線在滿足這兩大因素要求方面具備其獨特的優(yōu)勢。

為提供更好服務(wù)重新配置波束

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師試圖為限制初始干擾挑選出最優(yōu)質(zhì)天線，但是通常需要在具備水平波束寬度為65°或90°的天線之間做出妥協(xié)。90°天線的寬束十分適合用于區(qū)域內(nèi)的信號電平，并且具備非常低的小區(qū)之間的零點(約6dB)。但是90°天線的劣勢在于，由于其水平場圖滾降不如65°天線，導(dǎo)致產(chǎn)生更大的相鄰小區(qū)重疊(約90°重疊)。為減少區(qū)域重疊，65°天線由于能提供更好的滾降(也就是說干擾更少)而被廣泛使用。但是其在區(qū)域內(nèi)的覆蓋面不如90°天線廣闊，而且其小區(qū)之間的零點指標(biāo)也比不上90°天線。

較普通的90度水平波束天線來講，具有三自由度的可重構(gòu)波束天線采用多陣列結(jié)構(gòu)，能夠形成優(yōu)秀的場圖和水平場圖滾降特性。設(shè)置在90°水平波束寬度，可重構(gòu)定向天線實質(zhì)上結(jié)合了65°和90°天線的優(yōu)勢，形成一個優(yōu)良的場圖。它具備90°天線的廣泛覆蓋面和65°天線的滾降特性。即使靜態(tài)使用三向可重構(gòu)定向天線(即不進(jìn)行定期調(diào)整)，其結(jié)果仍然是產(chǎn)生更低的干擾、更廣闊的覆蓋面，SNR提升，更好的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和更高的數(shù)據(jù)速率。在結(jié)合垂直角下傾，只需幾分鐘即可無成本的調(diào)整好方位角和波束寬度。三方向可重構(gòu)波束天線是優(yōu)質(zhì)、高成本效益數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。

由于具備三自由度的可重構(gòu)波束天線正在設(shè)定一個新的RF規(guī)劃參數(shù)，這促使RF工程師可設(shè)計出帶有更少干擾和更優(yōu)信號性能的無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。RF規(guī)劃人員可在各區(qū)域需要基礎(chǔ)上優(yōu)化各區(qū)域水平波束寬度。工程師不再需要滿足于固定的波束寬度。Andrew Solutions將其可重構(gòu)波束天線置于SmartBeam®品牌旗下投入市場，并提供網(wǎng)絡(luò)管理軟件和其它RF產(chǎn)品作為完整的解決方案。Andrew在過去10年里處于電子可變下傾技術(shù)的領(lǐng)先地位，但是我們十分興奮于可重構(gòu)波束天線能在網(wǎng)絡(luò)容量和性能上發(fā)揮的深刻影響。

數(shù)據(jù)流量不斷增加的狀況不會減緩或消失。帶三個自由度的可重構(gòu)基站天線是面對無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)的一種解決方式。這些天線具備遠(yuǎn)程調(diào)整電子下傾、方位角和水平波束寬度的能力，以便平衡各區(qū)域的負(fù)載。負(fù)載平衡提供最高的容量效率，并能通過延遲或避免增加新站點或無線電通信而減少資本支出。可重構(gòu)天線也通過消除為達(dá)到最優(yōu)化進(jìn)行的站點訪問——這可在辦公室執(zhí)行，從而減少運營成本。除了具備改進(jìn)的性能、更好的滾降和更佳的場圖，三方向可重構(gòu)天線也能產(chǎn)生即使在靜態(tài)條件下使用時更好的信噪比。這意味著更少的干擾，更廣泛的覆蓋區(qū)域和更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能。