Wie und welche räumlichen Diversitätsantennensysteme in GSM

Wie und welche räumlichen Diversitätsantennensysteme in GSM

Das Spatial-Diversity-Antennensystem wird durch die physische Trennung zweier empfangender Basisstationsantennen aufgebaut. Hier schreibe ich über die Kriterien und die Konfiguration von Spatial-Diversity-Antennensystemen.ANTENNENSYSTEME MIT RÄUMLICHER DIVERSITÄT

• Sobald sie weit genug voneinander entfernt sind, empfangen beide Antennen unabhängige Fading-Signale. Daher sind die von den Antennen erfassten Signale höchstwahrscheinlich unkorreliert.
• Je weiter die Antennen voneinander entfernt sind, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Signale unkorreliert sind.
• Die in GSM-Netzen verwendeten Konfigurationstypen sind:
  • horizontale Trennung
  • vertikale Trennung
  • Zusammengesetzte Trennung.

TYPISCHE RÄUMLICHE ANTENNEN-DIVERSITY-KONFIGURATIONEN

KRITERIEN FÜR DIE AUSWAHL DER ART DER RÄUMLICHEN TRENNUNG

Zweigkorrelation

• Bei der Auswahl der räumlichen Diversity-Antennenkonfiguration sollten auch die physikalischen Einschränkungen der Tragstruktur berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise ein breites Gerüst auf einem Montageturm nicht zulässig ist, ist eine vertikale Trennung eine zu berücksichtigende Alternative.
• Um den erforderlichen Korrelationskoeffizienten (r £0,7) zu erreichen, erfordern unterschiedliche Konfigurationen unterschiedliche Abstände.
• Die in der folgenden Tabelle angegebene Trennung zeigt, dass niedrige Korrelationswerte leichter mit horizontaler als mit vertikaler Trennung erzielt werden können.
• Aus diesem Grund verwenden die meisten Diversity-Antennensysteme in GSM-Netzen eine horizontale Trennung.

Signalpegelunterschied

• Ein System mit horizontal getrennten Diversity-Antennen ist symmetrisch aufgebaut und kann daher ausgewogene Signalstärken liefern.
• Ein System mit vertikal getrennten Antennen benötigt einen großen Abstand, um die erforderliche Korrelation zu gewährleisten.
• Die Folge ist, dass die beiden Antennen unterschiedliche Antennenhöhengewinne haben, was zu einem Ungleichgewicht zwischen den beiden Signalstärken führen kann.

Winkelabhängigkeit

• Die Winkelabhängigkeit spiegelt die Abhängigkeit der Leistung eines Diversity-Antennensystems von der Winkelposition eines Mobiltelefons relativ zur Ziellinie der Antenne wider.
• Ein horizontal getrenntes Antennensystem ist stark von der Winkelposition des Mobiltelefons abhängig.
• Der effektive Abstand nimmt ab, wenn sich das Mobiltelefon von der Antennenachse entfernt.
• Da das Mobiltelefon 90° von der Antennenachse entfernt ist, wird der effektive Abstand Null.
• In einem solchen Fall sind die Signale von zwei Antennen höchstwahrscheinlich kohärent, was dann zu einer Verschlechterung der Diversity-Leistung führt.
• Bei den meisten GSM-Zellenstandorten handelt es sich um dreisektorierte Zellenstandorte.
• Der maximale Winkelversatz beträgt daher etwa 60°.
• Simulationen zeigen, dass sich die Leistung eines horizontal getrennten Antennensystems erst dann spürbar verschlechtert, wenn der Winkelversatz 70° überschreitet.

VOR- UND NACHTEILE DER HORIZONTALEN KONFIGURATION

Vorteile      

• Es ist einfacher, niedrige Korrelations- und Gleichgewichtswerte zwischen den Signalen zu erreichen. Daher weit verbreitet.

Nachteile 

• Hohe Winkelabhängigkeit. Bei sektorisierten Anwendungen sind die Auswirkungen jedoch marginal.
• Erfordert einen großen Kopfrahmen an der Tragkonstruktion.

VOR- UND NACHTEILE DER VERTIKALKONFIGURATION

Vorteile

• Schlanke Tragkonstruktion.
• Winkelunabhängigkeit

Nachteile

• Für niedrige Korrelationswerte ist ein großer Abstand erforderlich.
• Kann zu einem Ungleichgewicht zwischen den beiden Diversitätszweigen führen.
• Im Allgemeinen nicht verwendet.