南阳郊区覆盖研究总结报告

中国电信南阳分公司无线网络优化中心
南阳市CDMA网络覆盖模型研究报告
1研究背景
无线通信质量是以无线覆盖作为前提条件，在此基础上通过各种优化手段的实施，从而打造出令用户满意的精品无线网络。

本文旨在通过大量测试工作，深入研究天馈调整和功率调整对无线覆盖环境的影响程度，为后续无线网络优化工作提供相关理论基础，提高RF优化工作效率。

2研究目的
结合南阳市整体地形、地物特点，本次覆盖模型研究主要郊区无线场景进行研究。

选择郊区作为覆盖模型研究对象的原因主要是：
建筑物高度不高，地势相对平坦，没有较大建筑物对电磁波阻挡，便于无线电磁的测试；
郊区站点相对市区较少，经常涉及到覆盖方面的优化问题，选择郊区作为研究对象，更符合实际场景；
研究目的：
研究郊区场景下，天馈调整和功率调整对覆盖情况的影响程度；
研究天馈调整和功率调整对高铁覆盖情况的影响程度。

3研究思路
本次研究整体思路如下：
3.1站址选择
卧龙区整体地市平坦，可选择站点较多，本次测试选择王村中学_0扇区作为测试站点，该站点既覆盖乡镇，也覆盖郊区以及国道，且地市平坦，没有明显阻挡。

3.2测试点选择
在其他因素保持不变的情况下，天线的覆盖范围主要取决于天线的方位角和俯仰角，从这一角度出发，我们选择了3个测试点来进行覆盖模型的研究和测试，测试点选择依据如下：3.2.1以天线垂直波瓣覆盖边缘选择测试点
如下图，根据天线挂高、天线垂直波瓣宽度、天线下倾角与覆盖距离可以得到覆盖距离计算公式：B=arctg(H/R)＋A/2
H：天线挂高；
R：覆盖半径；
B：天线下倾角；
A：天线垂直半功率角。

根据上述公式，可以得到天线垂直波瓣的覆盖外边界（以下简称测试点一，图中红色圆点标识）和覆盖内边界（以下简称测试点二，图中蓝色圆点标识）。

当天线下倾角大于天线垂直波瓣的二分之一时，理论上存在该测试点，当小于二分之一时测试点位于无线远处，因此测试点一的选定需要根据实际情况而定。

3.2.2以天线水平波瓣覆盖边缘选择测试点
如下图所示，红线延伸方向为天线水平半功率角方向，在该切线方向上，选择垂直波瓣最强点（粉红色圆点标识处）作为测试点（以下简称测试点三）。

3.3验证方法
为验证调整方位角、俯仰角以及发射功率对覆盖情况的影响程度，分别对这些参数进行调
整，并保持其他参数不变，记录每次调整后的测试结果。

3.3.1 俯仰角调整对覆盖的影响
南阳市郊区站点俯仰角差异较大，从最小值1度到最大不等，平均俯仰角度为10度； 天线垂直波瓣宽度差异也较大，从6度到17度不等；
因此郊区站点以10度作为参考点，以2度为步长抬高或降低俯仰角，俯仰角最低提高到6度，最低可以压低到16度，郊区站点已选定为王村中学_0扇区，该基站天馈参数如下：
为15度时，测试点1和测试点2分别距离基站的距离是：1099米和152米。

在这2个测试点下完成所有测试，并按照如下表格记录测试结果：
3.3.2 方位角调整对覆盖的影响
根据3.2.2中提出的测试点三的选取原则，王村中学_0扇区的测试点三距离基站272米，并在下图黄线标识方向上。

并按如下表格记录测试结果：
3.3.3功率调整对覆盖的影响
功率调整对覆盖的影响选择的测试点为测试点一（远点），以1dB为步长，对1X的导频增益以及EVDO的射频增益进行调整，记录每次调整后的测试结果，完成如下表格：
4测试结果及分析
4.1天馈调整对覆盖的影响分析
4.1.1测试结果
通过对王村中学_0扇区俯仰角的调整，记录每次测试结果，测试结果如下表所示：
4.1.2数据分析
在不考虑其他因素影响的情况下，天馈调整只会对1X-MaxEc和EVDO-MaxEc产生影响，因此这里我们研究天馈调整对1X-MaxEc和EVDO-MaxEc的影响。

测试结果现象描述：
如下图所示：当俯仰角以2度为步长，从6度调整到16度的过程中，覆盖变化情况：远点：随着俯仰角的增加覆盖变弱，当俯仰角超过12度时，覆盖急剧下降；
近点：随着俯仰角的增加，覆盖强度明显上升，当到达10度时，覆盖情况基本无变化。

天馈调整对覆盖的影响-远点
天馈调整对覆盖的影响-近点
原因分析：
王村中学_0扇区的天馈参数如下：
天线挂高：48米
俯仰角：16度
垂直波瓣：15度
测试点一（远点）和测试点二（近点）分别距离基站为：1099米和152米
根据公式可以计算其在俯仰角分别为6度、8度、10度时主瓣的最远距离，如下图所示：
俯仰角为6度
俯仰角为8度
俯仰角为10度
当俯仰角为6度时，测试点一位于垂直波瓣覆盖范围内，因此其接收信号强度高于俯仰角为10度时的强度；测试点二位于垂直波瓣覆盖范围外，该点是天线的下旁瓣覆盖，因此其接收信号强度明显低于俯仰角为10度时的强度。

当俯仰角为8度时，情况和俯仰角为6度相同。

当俯仰角为10度时，测试点一和测试点二分均位于垂直波瓣覆盖边缘处，其强度均在3dB 范围内，与理论一致。

当俯仰角超过12度时，测试点一位于垂直波瓣覆盖边缘外，该点是天线的上旁瓣覆盖，强度开始出现明显降低的情况。

俯仰角为12度
4.2功率调整对覆盖的影响分析
4.2.1测试结果
通过对王村中学_0扇区俯仰角的调整，记录每次测试结果，测试结果如下表所示：
4.2.2数据分析
在不考虑其他因素影响的情况下，功率调整只会对1X-MaxEc和EVDO-MaxEc产生影响，因此这里我们研究天馈调整对1X-MaxEc和EVDO-MaxEc的影响。

测试结果现象描述：
如下图所示：当功率以1dB为步长，从满功率（1X以导频增益为-28为满功率，EVDO以射频增益为0为满功率）调整到降低6个dB的过程中，覆盖变化情况如下图：在天线垂直波瓣覆盖边缘处：
1X业务：从满功率到降低6个dB的过程中，MaxEc从-75.12dBm降低到-87.61dBm，降低了12.49dB；平均降低1dB发射功率，接收信号强度降低2.08dB；
EVDO业务：从满功率降低到6个dB的过程中，MaxRSCP从-51.66dBm降低到-64.03dBm，降低了12.37dB；平均降低1dB发射功率，接收信号强度降低2.06dB；
以1dB为步长降低发射功率，接收机接收强度基本是以线性分布而下降。

1X功率调整对覆盖的影响
EVDO功率调整对覆盖的影响
功率调整对覆盖边缘内影响情况：如下图所示，在满功率和降低3dB情况下，对王村中学_0扇区进行了扫频仪路测，测试其接收信号功率情况。

功率调整前后MaxRSCP对比图
通过对比，可以看到在功率降低3dB之后，对边缘覆盖范围内，覆盖强度也会有所降低，平均降低1.92dB。

4.3方位角调整对覆盖的影响分析
4.3.1测试结果
通过对王村中学_0扇区方位角的调整，记录每次测试结果，测试结果如下表所示：
4.3.2数据分析
在不考虑其他因素影响的情况下，方位角调整只会对1X-MaxEc和EVDO-MaxEc产生影响，因此这里我们研究天馈调整对1X-MaxEc和EVDO-MaxEc的影响。

测试结果现象描述：
王村中学_0扇区方位角为35度，水平半功率角为65度，因此测试点三位于该该站点正北0度附近，以每10度为步长，将该小区方位角从35度调整到65度的过程中，覆盖情况变化如下：
在天线水平波瓣覆盖边缘处：
10度左右的方位角调整对覆盖强度会有一定改变，但是改变的幅度不大；
当方位角调整角度超过20度时，覆盖改变明显，改变幅度在6dB左右，位于水平半功率角和垂直半功率角边缘处的覆盖改变幅度更大。

5小结
5.1对比分析结论
在天线垂直波瓣覆盖边缘（俯仰角为10度），通过天馈调整和功率调整来测试信号接收强度，对比其对覆盖的影响程度，对比如下：
1X业务覆盖变化情况
EVDO业务覆盖变化情况
通过以上对比，可以看到无论是1X业务还是EVDO业务，天馈调整比功率调整对覆盖的影响程度明显（可从曲线的斜率看出），
5.2网优应用推广
对比分析结论：
在覆盖边缘，增加天馈俯仰角会带来较大的信号衰减，对覆盖范围内的信号强度会起到增强作用（在机械俯仰角不是很大的情况下）；
在覆盖边缘，每降低1dB基站发射功率，接收机接收信号强度降低2dB左右，但是对于覆盖范围内的信号强度也会降低；
在覆盖边缘，天馈调整对覆盖的影响程度比功率调整对覆盖的影响程度大。

在水平半功率角覆盖边缘，较大角度的方位角调整（超过20度）以及更换不同水平波瓣的天线对水平覆盖范围改变较为明显。

网优应用推广：
为避免信号覆盖过远，天线下倾角的设置应大于天线垂直波瓣的二分之一；
郊区站点为了保证覆盖远度而减小天线俯仰角的同时，注意选择零点填充天线，避免“塔下黑”现象出现；
对于越区覆盖站点，越区距离在边缘覆盖范围外，天馈调整明显比功率调整减少越区覆盖的效果好；同时，为了减少天馈调整对覆盖边缘的深度覆盖，可采用天馈调整和功率调整相结合的方式，既压俯仰、增功率的方法。

（案例）
对于弱覆盖区域，要提高该区域的覆盖强度，应优先考虑提升俯仰角，在提升俯仰角受限
的情况下（俯仰角大于垂直波瓣的二分之一），可考虑提升功率，但需要注意的是，功率提升在覆盖边缘区域是线性提升的，因此其提高幅度有限，且会对系统容量造成影响。

对于郊区光覆盖，采用90度水平半功率角天线替换60度水平半功率角天线，在边缘覆盖区域内，通常会增加6dB的覆盖强度。