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农话接入基站扇区化设计
0、前言
为了解决中国农村的通信问题，根据农村用户分布广、散，地形复杂的特点，为节省工程投资和维护成本，运营商在农村的用户接入网主要采用无线接入方案。
目前，我国农村无线接入网络主要采用华为、中兴、大唐的无线接入设备组网，用户已达数百万户。
在农话无线接入规划设计中，根据用户预测，对业务发展的不同阶段，在无线接入侧，不同小区配置不同的无线资源。随着用户数量不断增长，基站容量需要相应扩容，天线系统也必须适当调整，常常要求对覆盖扇区的裂化方式进行改造。
本文以华为RASYS无线接入基站为例，就天线扇区裂化情形，进行专题研究，以便在工程分期建设时，指导不同建设期之间的衔接，方便扩容、割接，从而节省后期工程投入。
1、农话接入网络现状
华为公司的RASYS系统由基站控制器（RAC）和RAU、用户终端以及配套的监控、网管设备组成，RAC通过标准的V5.2接口接入固网的C&C08交换机。
每个基站均通过E1电路，经传输网络接入到RAC，RAC通过V5.2接口接至固网交换机，用户端使用固定电话机。
RASYS无线接入网络采用CDMA2000的空中接口技术，具备CDMA2000的技术特征。基站容量具备软容量的特点，采用功率控制技术，具有软切换功能，使用话音激活技术等。网络结构见图1。

图1RASYS系统网络结构
a）基站的无线资源能力。阻塞率为5%时，单载频有35Erl，每用户忙时话务量按0.03Erl计，单载频基站可接纳1153个用户进行话音通信（目前低速数据通信需求可以忽略不计，估算基站容量时，以话音通信为主）。
b）基站的容量规划。农村用户分布广，初期要求基站容量较小。根据规划，一般配置单载频，在规划第二期、第三期业务预测时，考虑逐步扩容载频。
c）基站的天线配置。在初期配置天线时，少部分基站选用单载频、全向天线组网，大部分基站选用单载频、定向天线组网。选用全向、定向天线的原则，主要取决于规划期末用户的发展、无线覆盖环境以及相邻基站的相互干扰程度等。
对于配置单载频、使用定向天线的基站，采用功分器将小区扇区化。
2、功分器损耗及安装设计
2.1功分器插入损耗
RASYS单载频基站发射功率为20W，使用增益为10dBi的全向天线或65°半功率角的、增益为15.5dBi的定向天线。用户接收端可使用两种固定台，室外型和室内型。其中固定台发射功率为250mW，使用两种增益天线：室外型固定台使用11dBi定向天线，室内型固定台使用2.15dBi全向天线。
当基站使用65°半功率角定向天线时，一般采用功分器实现天线定向扇区化。由于功分器的插入，必然增加链路衰减。
RASYS农话接入系统使用Kathrein公司的功分器。对于型号为K6320227的一分二功分器，频率为450MHz（380～512MHz），上行插入衰耗为3dB；对于型号为K6320227的一分三功分器，频率为450MHz（380-512MHz），上行插入衰耗为4.8dB，下行链路功分器没有插入损耗。
对于功分器插入衰耗，按一分二功分器描述（见图2）。

图2一分二功分器原理示意图
发射方向（Tx）：端口1来自功放的功率信号经过功分器平均分配到端口2和端口3（见图中红色部分）。
接收方向（Rx）：图中只标示了端口2进来的接收信号，若端口3有相同或不同的信号，分析方法相同。但若有相同信号，就会出现信号加减，信号相差较大时，可以忽略。端口2和端口3并不与50Ω接口匹配，因此25%的信号被反射回去，25%的信号去向端口3，只有50%的信号由端口1到达接收机，因此损耗为3dB。端口2和端口3之间的隔离度为6dB。
同样道理，可以推算出一分三功分器的衰耗（见图3）。

图3一分三功分器原理示意图
如上所述：一分二的功率分配损耗为3dB，端口隔离为6dB；一分三的功率分配损耗为4.8dB，端口隔离为9.5dB。
需要说明的是，图2和图3中功分器的功率分配比例均由设备厂家提供。
2.2功分器安装设计
根据农话接入容量规划，相应的载频配置的演变规律遵从图4方式。

图4基站载频配置演进
通常，农话接入网络初期，配置单载频，容纳1153个用户进行话音通信，发展第二阶段，配置二个载频，容纳约2000用户进行话音通信，第三阶段配置三载频，可容纳约3000用户进行话音通信。
对于采用功分器基站，为适应规划后期发展需要，要求功分器安装在机房内的基站设备顶部或附近。以下讨论功分器安装在基站设备顶部或附近时的安装设计。
2.2.1RASYS单裁全向基站改造为双载频双功分基站
如果采用S0.5/0.5方案，天线全部置换成定向天线，增加4根馈线（如果要减少割接时长，可以考虑全部使用新的馈线）。改造天馈线连接图如图5所示。

图5单载频全向基站改造为双载频双功分基站连接示意图
2.2.2RASYS