Одна из важнейших задач инженера по планированию сотовой связи является оптимизация существующей сети для увеличения пропускной способности и улучшения качества обслуживания. Это включает, в первую очередь, борьбу с шумом и помехами снижающими пропускную способность на секторных антеннах. Если работа приёмопередатчика в норме, КСВ в антенно-фидерном тракте не превышает допустимого значения, отсутствует пассивная интермодуляция, а шумы и помехи не исчезают, то может помочь смена электрического угла наклона антенны. А так как подобрать сразу нужное оптимальное значение угла наклона не всегда удаётся, приходится выставлять разные значения и на основе KPI и сбора статистики основных параметров радиосигнала, искать «правильное» значение. Это требует времени, да и к тому же регулярно отправлять специалиста на базовую станцию для смены угла довольно затратно. Это можно сделать и удалённо, если на антеннах установлены RET — Remote Electrical Tilt.

«Электрика» и «механика»

Наклон антенны является важным действием, контролирующим фокус радиосвязи. Самый простой способ манипуляции с наклоном антенн — это механический, когда антенна физически устанавливается под определённым углом к горизонтальной плоскости. Как правило, в зависимости от рельефа местности, антенны на базовых станциях по умолчанию устанавливаются под углом в 90 градусов (значение угла наклона будет считаться равным 0) по отношению к земле. Механическое управление проще и дешевле реализовать, но это часто приводит к искажению формы диаграммы направленности из-за влияния конструктивных частей инфраструктуры.


Пример электрических углов, выставленных вручную. 1 — стандарт GSM900, 2 — DCS1800, 3 — шток управления электрического угла

В сотовых сетях механический наклон почти всегда фиксирован, тогда как электрический угол наклона периодически меняется. Им можно управлять с помощью дистанционных механизмов и датчиков положения, что существенно снижает эксплуатационные расходы. Удаленный электрический угол наклона обозначается аббревиатурой RET и является частью открытой спецификации Antenna Interface Standards Group — интерфейса для управления антенными устройствами.

В антеннах сотовой связи наклон электрического угла предпочтителен, чем механический, поскольку не вызывает искажения формы диаграммы направленности в горизонтальной плоскости и коэффициента усиления антенны, что позволяет обеспечивать заданную концентрацию мощности излучения по периметру зоны покрытия. Использование чисто электрического наклона без механического является привлекательным выбором также и по эстетическим причинам, когда используются встроенные антенны, антенны замаскированные под деревья или как часть конструкции здания в общественных местах и т.д.


RET смонтированный дополнительно


RET встроенный изготовителем в саму антенну

Немного об устройстве антенн

Антенны выпускаются, как с фиксированным электрическим углом наклона, так и с возможностью его регулирования на месте или дистанционно. Для дистанционного управления, как уже говорилось, используются специальные модули (RET), подключаемые ко встроенным фазовращателям. Управление модулями осуществляется с блока управления, располагаемого на БС (редко) или от общей системы управления сетью, что позволяет динамически менять значение угла наклона в зависимости от нагрузки на конкретный сектор базовой станции.

Современный антенный блок представляет собой группу излучающих элементов антенной решетки. Расстояние между элементами решетки выбирается таким образом, чтобы получить наименьший уровень боковых лепестков диаграммы направленности. Наиболее часто встречаются длины панельных антенн от 0,7 до 2,6 метров (для многодиапазонных антенных панелей). Коэффициент усиления варьируется от 12 до 20 dBi.


Диаграмма направленности

Принципиальное отличие антенн при организации системы регулировки электрического наклона ДН состоит в конструкции регулируемого фазовращателя. Одни производители используют линейные устройства сдвига фазы, другие поворотные.



Блок-схема секторной антенны

Например, в антеннах Powerwave регулятор представляет собой параллельные полосковые линии на единой печатной плате, над которыми перемещается пластина из диэлектрика. При перемещении пластины изменяется диэлектрическая проницаемость линии, и, следовательно, – скорость распространения волны в ней. При введении диэлектрика в линию скорость волны замедляется, что приводит к запаздыванию фазы сигнала и наоборот. Шток управления жёстко соединён с пластиной, т.к. линейное перемещение пластины из диэлектрика плавно изменяет фазу питания элементов антенны.


В антеннах Andrew используется подобная система, однако устройство состоит из отдельных полосковых линий, рассредоточенных по корпусу антенны, приводимых в действие системой рычагов.



Поворотное устройство изменения фазы антенны Kathrein

В конструкции дипольных панельных антенн часто встречаются поворотные устройства изменения фазы (например, в антеннах Kathrein). Полный диапазон регулировки угла электрического наклона ДН антенны соответствует углу поворота фазовращателя примерно на 90°. Для «растяжения» шкалы регулировки, используется сложный механический привод с системой рычагов (и даже с червячной передачей). Это усложняет конструкцию антенны, снижает механическую надёжность привода, а главное, точность установки электрического угла наклона ДН антенны.


Механический привод устройства изменения фазы антенны Kathrein

AISG

RET-контроллер отправляет команды на моторизованный привод антенны, который изменяет электрический угол наклона, регулируя фазовращатель. Различные устройства системы RET подключены к контроллеру с помощью кабелей управления. Несколько приводов могут быть объединены либо кабелями управления с их последовательным соединением, либо с помощью распределительных коробок. К базовой станции система RET подключается либо через единственный кабель управления, либо по линии передачи RF через «умные» тройники AISG. Все выпускающиеся передатчики (RRU/RSU) сотовой связи, которые и являются контроллерами RET, имеют AISG-порта для подключения RET-моторов.


Мониторинг RET

Кабели управления AISG подают данные и питание от контроллера к составным частям. Длина кабелей варьируется от 0,50 м до 100 м, каждый кабель заканчивается разъемами типа «папа» и «мама».


Привод (actuator) RET


AISG-кабели

Иногда механический и электрический наклон могут использоваться вместе для создания большего наклона луча в одном направлении, чтобы приспособиться к необычной специфике местности. И вместе они могут создавать почти бесконечные комбинации трехмерных диаграмм направленности для любой ситуации.

Но RET не единственное, чем может похвастаться стандарт AISG. Стандарт AISG 2.0 был выпущен более 10 лет назад. За это время конструкция базовых станций и устройство антенн на площадке стали более сложными. Появилась возможность для управления и использования многодиапазонной многолинейной антенной системы для нескольких базовых станций одного или разных операторов. Есть возможность менять не только электрический угол наклона, но и менять дистанционно механический угол, а также азимут направленности антенн.
В ноябре 2018 года официально был выпущен стандарт AISG 3.0. Версия AISG 3.0 также включает функции, которые уже существовали в AISG v2.0, но и расширения типа RAE (eAntenna), GLS (датчик географического местоположения) и ASD (устройство датчика выравнивания).

---

На правах рекламы

Наши эпичные серверы прекрасно подойдут для любых целей и представителям любых профессий. Создание VDS любой конфигурации в течение минуты, в том числе серверов для хранения большого объёма данных до 4000 ГБ.

Присоединяйтесь к нашему чату в Telegram.