About / Advertise
Ericsson har för första gången testat adaptiva antenner i ett kommersiellt GSM-nät. Resultat visar att dessa antenner fördubblar systemets kapacitet genom minskad störning i både upp- och nerlänken.
Ökad kapacitet behöver inte betyda mer bandbredd. Adaptiva antenner ger en rejäl kapacitetsökning vid samma bandbredd genom att rikta en lob mot varje mobilanvändare. Och smala lober hjälper till att undertrycka störningar från andra riktningar.
Dessa fasstyrda antenner har funnits länge inom militära tilllämpningar, men nu för första gången finns adaptiva antenner i ett kommersiellt GSM-nät.
Ericsson, tillsammans med den tyska mobiloperatören Mannesmann, har genomfört världens första fältförsök av adaptiva antenner i ett GSM-nät på 900 MHz. Systemet i Giessen innehåller numera tre basstationer med adaptiva antenner. Testerna har visat att alla funktioner fungerar och och prestandamätningar pågår.
Redan 1995 startade Ericssons Asta-projekt, Antenna system for test of adaptivity, med målet att utvärdera adaptiva antenner i GSM-nät. Ericsson tillverkade gruppantenn och basstation medan Mannesmann utförde mätningar. Det första testsystemet inkluderade en dubbelpolariserande sektorantenn, som referens.
Asta-antennen har basstationsalgoritmer för både upplänken och nerlänken, som räknar ut hur antennen kan minimera störningar både vid mottagning och sändning. Dessa algoritmer gav 6 dB mindre störning än referensantennen i nerlänken och minst 10 dB i upplänken. Mindre störning ger bättre samtalskvalitet och färre tappade samtal.
Högre kapacitet
Mindre störning gör också att operatörerna kan använda frekvenserna tätare. Systemet får då högre kapacitet vid samma bandbredd som system med konventionella antenner.
- Adaptiva antenner leder till 100-300 procent kapacitetsökning, säger Sören Andersson, forskare inom adaptiva antenner på Ericsson.
Hur mycket man ökar kapaciteten beror på hur man använder den erhållna förbättringen på 6 dB. Valet beror i sin tur på systemuppbyggnaden.
- En operatör som redan har tät frekvensplanering, med exempelvis 30 procents trafiklast i systemet, kan komma upp till nära 100 procents last genom att lokalt byta ut befintliga basstationer. Då åstadkommer man upp till tre gånger högre kapacitet lokalt, berättar Sören Andersson.
Täckningen förbättras också, med 5 dB bättre signal-till-brus- förhållande jämfört med en konventionell sektorantenn. Detta på grund av den högre antennförstärkningen hos adaptiva antenner.
Antennen bygger på en lobformningsteknik som genererar en uppsättning fixade lober.
- Lobformningen görs på radiofrekvensnivå med hjälp av en passiv krets bestående av fasvridare, monterade direkt på antennelementen. Det finns alltså en kabel per fast lob, och basstationen väljer den lämpligaste loben för en mobil genom att skicka ut sin effekt i rätt kabel, säger Sören Andersson.
Slipper kalibrering
Alternativet till fasta lober är kontinuerlig lobformning med styrda lober, då signalbehandlingen sker på basband. Denna metod är mycket mer komplicerad och kräver kostsam kalibrering för mottagning och sändning. Ett EU-stött forskningsprojekt inom fasstyrda antenner, Tsunomi, är baserade på kontinuerlig lobformning. Ericssons metod är enklare och man slipper kalibreringen.
Eftersom projektet är ett samarbete mellan Ericsson och en mobiloperatör, Mannesmann, har utvecklades med tidig hänsyn till installations- och underhållsvillkor. Studier visar också att tekniken lämpar sig väl för att introduceras stegvis. Och operatörerna kan uppgradera överlastade nät utan att bygga nya sajter.
- Adaptiva antenner frigör frekvenser till mikroceller. Vi arbetar också med ett system som ökar kapaciteten ytterligare, genom att kombinera mikrobasstationer med adaptiva antenner, säger Bengt Carlqvist, Ericssons produktchef för adaptiva antenner.
De första produkterna beräknas finnas på marknaden tidigast år 2000.
Susan Kelly
