Uma das tarefas mais importantes de um engenheiro de planejamento celular é otimizar a rede existente para aumentar a largura de banda e melhorar a qualidade do serviço. Isso inclui, em primeiro lugar, o combate a ruídos e interferências que degradam a capacidade das antenas setoriais. Se a operação do transceptor for normal, o VSWR no caminho do alimentador da antena não excede o valor permitido, não há intermodulação passiva e o ruído e a interferência não desaparecem, então mudar o ângulo elétrico da antena pode ajudar. E uma vez que nem sempre é possível escolher o valor ideal correto do ângulo de inclinação imediatamente, você deve definir valores diferentes com base no KPIe coletando estatísticas dos principais parâmetros do sinal de rádio, procure o valor "correto". Leva tempo e, além disso, é bastante caro enviar um especialista regularmente à estação base para alterar o ângulo. Isso pode ser feito remotamente se RET - Remote Electrical Tilt estiver instalado nas antenas.
"Elétrica" e "Mecânica"
Inclinar a antena é uma ação importante para controlar o foco das comunicações de rádio. A maneira mais fácil de manipular a inclinação das antenas é mecânica, quando a antena está fisicamente posicionada em um determinado ângulo em relação ao plano horizontal. Normalmente, dependendo do terreno, as antenas nas estações base são, por padrão, definidas em 90 graus (a inclinação será considerada 0) em relação ao solo. O controle mecânico é mais simples e barato de implementar, mas muitas vezes leva à distorção do padrão de radiação devido à influência de partes estruturais da infraestrutura.
Um exemplo de ângulos elétricos ajustados manualmente. 1 - Padrão GSM900, 2 - DCS1800, 3 - haste de controle de ângulo elétrico
Em redes celulares, a inclinação mecânica é quase sempre fixa, enquanto o ângulo de inclinação elétrica muda periodicamente. Pode ser controlado por mecanismos remotos e sensores de posição, o que reduz significativamente os custos operacionais. O ângulo de inclinação elétrica remota é abreviado como RET e faz parte do grupo de padrões de interface de antena de especificação aberta , uma interface para controlar dispositivos de antena.
Em antenas celulares, a inclinação do ângulo elétrico é preferível ao mecânico, pois não distorce a forma do padrão de radiação no plano horizontal e o ganho da antena, o que permite fornecer uma dada concentração de potência de radiação ao longo o perímetro da área de cobertura. O uso de inclinação puramente elétrica sem inclinação mecânica é uma escolha atraente também por razões estéticas ao usar antenas embutidas, antenas camufladas como árvores ou como parte de uma estrutura de edifício em locais públicos, etc.
RET montado adicionalmente
RET embutido na própria antena pelo fabricante
Um pouco sobre o design da antena
As antenas são produzidas tanto com ângulo de inclinação elétrico fixo quanto com possibilidade de seu ajuste no local ou remotamente. Para o controle remoto, como já mencionado, são usados módulos especiais (RET), que são conectados aos comutadores de fase integrados. Os módulos são controlados a partir da unidade de controle localizada no BS (raramente) ou do sistema de gerenciamento de rede geral, que permite alterar dinamicamente o valor do ângulo de inclinação dependendo da carga em um setor específico da estação base.
A unidade de antena moderna é um grupo de elementos radiantes do conjunto de antenas. A distância entre os elementos da matriz é escolhida de forma a obter o menor nível de lóbulos laterais do padrão de radiação. Os comprimentos mais comuns de antenas de painel são de 0,7 a 2,6 metros (para painéis de antenas multibanda). O ganho varia de 12 a 20 dBi.
Diagrama direcional A
diferença fundamental entre as antenas ao organizar o sistema para ajustar a inclinação elétrica do padrão da antena está no design do deslocador de fase ajustável. Alguns fabricantes usam deslocadores de fase lineares, outros rotativos.
Diagrama de blocos de uma antena de setor
Por exemplo, em antenas Powerwave, o regulador é representado por linhas paralelas em uma única placa de circuito impresso, sobre a qual uma placa dielétrica se move. Quando a placa se move, a constante dielétrica da linha muda e, consequentemente, a velocidade de propagação da onda nela. Quando um dielétrico é introduzido na linha, a velocidade da onda diminui, o que leva a um atraso na fase do sinal e vice-versa. A haste de controle é rigidamente conectada à placa, porque o deslocamento linear da placa dielétrica muda suavemente a fase da fonte de alimentação dos elementos da antena.
As antenas de Andrew usam um sistema semelhante, mas o dispositivo consiste em linhas de faixas individuais dispersas por todo o corpo da antena, acionadas por um sistema de alavanca.
Rotador de fase da antena Kathrein
No projeto de antenas de painel dipolo, os rotadores de fase são freqüentemente encontrados (por exemplo, em antenas Kathrein). A faixa completa de ajuste do ângulo de inclinação elétrica do padrão da antena corresponde ao ângulo de rotação do deslocador de fase em aproximadamente 90 °. Para "esticar" a escala de ajuste, utiliza-se um complexo acionamento mecânico com sistema de alavancas (e até mesmo com engrenagem helicoidal). Isso complica o projeto da antena, reduz a confiabilidade mecânica da unidade e, o mais importante, a precisão de definir o ângulo de inclinação elétrico do padrão da antena.
Acionamento mecânico do dispositivo de mudança de fase da antena Kathrein
AISG
O controlador RET envia comandos para o driver da antena motorizada, que muda o ângulo de inclinação elétrica ajustando o deslocador de fase. Os vários dispositivos do sistema RET são conectados ao controlador por meio de cabos de controle. Vários drives podem ser conectados por cabos de controle com sua conexão serial ou usando caixas de junção. O sistema RET é conectado à estação base por meio de um único cabo de controle ou pela linha de transmissão de RF por meio de camisetas inteligentes AISG. Todos os transmissores celulares fabricados (RRU / RSU), que são controladores RET, têm portas AISG para conectar motores RET.
Os
cabos de controle AISG de monitoramento RET transportam dados e energia do controlador para os componentes. Os comprimentos dos cabos variam de 0,50 ma 100 m, cada cabo terminado com conectores macho e fêmea.
Atuador RET
Cabos AISG
Ocasionalmente, a inclinação mecânica e elétrica podem ser usadas juntas para inclinar o feixe mais em uma direção para acomodar terreno incomum. E juntos eles podem criar combinações quase infinitas de padrões de radiação 3D para qualquer situação.
Mas RET não é a única coisa que o padrão AISG possui. O padrão AISG 2.0 foi lançado há mais de 10 anos. Durante esse tempo, o projeto das estações base e a disposição das antenas no local se tornaram mais complexos. Tornou-se possível controlar e usar um sistema de antena multibanda multilinha para várias estações base do mesmo ou de diferentes operadores. É possível alterar não apenas o ângulo de inclinação elétrico, mas também alterar remotamente o ângulo mecânico, bem como o azimute direcional das antenas.
Em novembro de 2018, o padrão AISG 3.0 foi lançado oficialmente. O AISG versão 3.0 também inclui funções que já existiam no AISG v2.0, mas também extensões como RAE (eAntenna), GLS (sensor de geolocalização) e ASD (dispositivo sensor de nivelamento).
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