如今，對于更好的信號強度以及更快的下載速度的需求，已經成為人們日常生活中不可或缺的一部分。我們一直在尋找能提高手機或電腦Wi-Fi連接信號強度的方法。無論居家生活，在外工作，還是四處奔波，您都需要良好的信號接收能力以便通信，而良好的信號接收能力又取決于天線和足夠的網絡容量。有時雖然信號接收能力不錯，但下載仍舊緩慢，通話掉線，則是由于網絡容量有限，以及/或者干擾強度較大導致。解決網絡容量問題的一個方法就是采用扇區劃分技術。天線以及扇區劃分對于無線網絡的優化而言，具有至關重要的意義。

天線

首先讓我們從天線的基本知識入手，了解一下為何天線是如此重要的元素。天線是無線通信系統最關鍵且常常也是最顯而易見的部件之一。無論是在高聳的通信塔上，還是在Wi-Fi適配器或手機上，或大或小，你都能看到它的身影。由于每種天線均有特定的用途，因此其大小和形狀也各式各樣。但是，所有天線都有一個相同之處：它們是決定通信質量和通信范圍的關鍵所在。天線的有效覆蓋距離即為它所在的蜂窩，而多個蜂窩則組成了蜂窩網絡。

蜂窩網絡與其他通信方式的不同體現在蜂窩的復用原理上。蜂窩復用是通過對特定蜂窩的運行中的單個頻率的“復用”或再次分配，從而提高網絡容量的一種方法。

若要讓這一過程發生作用，需要對蜂窩的形狀及其配合方式加以考慮。如下圖所示（圖1），蜂窩通常呈連鎖六邊形。根據服務區域密度的不同，六邊形蜂窩既可以輻射方圓數英里，也可以僅覆蓋幾百英尺。

扇區劃分

與早先的無線電通信一樣，由于距離彈性極大，因此與噪音問題相比，信道靈敏度受外部干擾的限制更大。采用定向天線在方位（水平方向）和高度（垂直方向）上均可用的特定的扇區形狀劃分，可實現精確覆蓋，并最大限度地降低與鄰近蜂窩之間的干擾。

蜂窩之間的相互關系是衡量網絡性能的關鍵指標。這一指標定義了蜂窩之間以及組成蜂窩的扇區之間的能量重疊；通常被稱為扇區功率比，是指由天線輻射圖形成的期望覆蓋區域外信號功率與區域內的信號功率之比（圖2）。扇區功率比越低，天線的抗干擾性能越好。

在具體實踐中，尤其是蜂窩網絡應用中，扇區功率比越高，則意味著毗鄰覆蓋區域的天線間干擾也越強。當競爭信號發生重疊時，會造成干擾增強，從而降低網絡性能，例如，從一個蜂窩進入另一個蜂窩時手機會發生掉線。為防止此類問題的發生，蜂窩網絡需要進行精確的扇區劃分規劃。

蜂窩網絡的概念要求反復不斷地使用網絡內的頻率或代碼，以支持海量的語音和數據通信。為最大限度地減少相同頻率或代碼上蜂窩之間的干擾，運營商采用了扇區劃分技術。如果干擾抑制水平較低，則意味著頻率資源相同的蜂窩之間的距離就要較長。通過扇區劃分來抑制干擾，不但可縮短復用頻率資源小區的距離，而且可以提高頻譜效率，擴大容量，提升網絡性能。

隨著蜂窩基站密度的增大，為減少蜂窩之間的相互影響，通常會縮小每個蜂窩的覆蓋區域。而縮小蜂窩基站覆蓋范圍的方法之一，便是降低天線的輻射中心高度。但是，由于這種方法可能會把天線置于建筑或樹木等周圍障礙物之下，因此結果通常不太理想。由于目前大多數蜂窩網絡采用了扇形天線，因此可采用第二種方法——波束傾斜，以降低覆蓋范圍。通過將天線的垂直面波瓣向下傾斜，可縮小水平方向上的覆蓋范圍——這也正是相鄰蜂窩基站發生干擾的區域。

最簡單的波束傾斜方法是，通過利用大多數天線供應商均提供的調整支架，對整個扇形天線進行機械傾斜。但是，這種方法有一個主要缺點，即無法保證整個扇區內水平方向上覆蓋范圍縮小的一致性。由于在正前方的方向上覆蓋范圍的縮小要快于其他方向，因此，蜂窩覆蓋范圍的縮小會出現不均衡。這種現象可以用一個可量化術語表示，即“方向圖變形（patternblooming）”。

先進的無線網絡通常采用更加巧妙的辦法，即通過電子下傾實現扇區天線垂直面波瓣的傾斜。這種方法可以使天線保持豎直安裝，通過改變各單元的電相位來實現波束傾斜。這樣便可實現波瓣的360度均衡傾斜，保持蜂窩覆蓋范圍縮小的一致性。對于電下傾天線來說，無論傾斜量如何，均不會導致方向圖變形現象的增加。