LTE時代基站天線面臨新挑戰(zhàn)寬帶化、電調(diào)化及獨立調(diào)整成關(guān)

本刊記者 | 黃海峰

LTE時代基站天線面臨新挑戰(zhàn)寬帶化、電調(diào)化及獨立調(diào)整成關(guān)

本刊記者 | 黃海峰

隨著移動寬帶的快速發(fā)展，基站天線對網(wǎng)絡(luò)性能乃至用戶體驗的影響越來越大。當前中國無線通信發(fā)展迅速，三大運營商針對3G網(wǎng)絡(luò)進行了天線系統(tǒng)的招標，即將到來的LTE規(guī)模建網(wǎng)，更需要大量的天線。

然而，2G、3G與LTE多網(wǎng)共存、FDD/TDD融合組網(wǎng)、LTE頻段分散、基站選址難等問題給運營商帶來巨大挑戰(zhàn)。如何在部署的LTE網(wǎng)絡(luò)時選擇最適合的天線，以保障最佳網(wǎng)絡(luò)性能，進而保證用戶體驗，成為LTE運營商關(guān)注的焦點。

多頻點、多制式讓基站天線復(fù)雜化

在LTE時代，移動網(wǎng)絡(luò)必然是多網(wǎng)共存。同時，2G、3G與LTE作為不同的網(wǎng)絡(luò)，使用著不同的頻點。多頻網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致天線性能難以同時達到最優(yōu)。以中國移動為例，既有GSM的900MHz、1800MHz，也有TD-SCDMA的2010MHz~2025MHz 的A頻段、1880MHz～1900MHz的F頻段，還有TD-LTE中使用的2320MHz～2370MHz的E頻段和2600MHz的D頻段。

為節(jié)省成本，4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要利舊2G、3G站點，運營商對2G、3G站點的選擇就需要考慮拓撲結(jié)構(gòu)、容量的吸收、天線之間干擾等問題。

“如何高效率地應(yīng)用已有基站站址是運營商部署天線的挑戰(zhàn)。” 無線射頻企業(yè)安弗施亞洲區(qū)CEO李勇曾表示，如今天線要實現(xiàn)2G、3G到LTE覆蓋，再加上室內(nèi)覆蓋，一個站址可能至少需要4根天線，天線設(shè)備重量的增加、站址天線空間資源緊張等問題顯現(xiàn)。

調(diào)研數(shù)據(jù)表明，在上海、北京等中心城市，出于天面空間受限和業(yè)主不同意等原因，約有50%的站點將無法新建LTE獨立天線。

在此情況下，傳統(tǒng)天線無法適應(yīng)新的形勢，特別是后期運維管理方面。如傳統(tǒng)天線體積大，運營商不僅在建設(shè)初期有選址和安裝線纜的困難，而且機械調(diào)整天線下傾角還需專門關(guān)閉站點，進行人工調(diào)整，費時費力，同時對于美化站點也難以進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。

創(chuàng)新天線破解TD-LTE難題

盡管中國的LTE牌照還未正式發(fā)放，但中國移動已經(jīng)走在LTE規(guī)模商用道路上。中國移動在2013年初就提出了“雙百計劃”。目前，中國移動的計劃正一步成為現(xiàn)實，TD-LTE擴大規(guī)模試驗正在100多個城市展開，新一輪的TD-LTE設(shè)備招標也于7月啟動。其中，TD-LTE基站天線延續(xù)了3G時代TD-SCDMA的主流設(shè)計理念，即8天線技術(shù)支持波束賦型。

據(jù)了解，中國移動在TD-LTE一期建設(shè)中，大量采用了FA/D雙頻內(nèi)置合路非電調(diào)天線，理論分析和實際測試表明，該天線對網(wǎng)絡(luò)性能會造成巨大影響。華為公司指出，中國移動在此前4G網(wǎng)絡(luò)部署中，面臨天線安裝維護困難的挑戰(zhàn)：在城區(qū)，大多數(shù)站點天面空間緊張，很難隨意新增天線；其次，傳統(tǒng)天線只能設(shè)置單一下傾角，不同頻段的網(wǎng)絡(luò)性能無法兼顧；同時，傳統(tǒng)天線需現(xiàn)場人工調(diào)整天線下傾角，使得維護優(yōu)化效率低下。

為解決上述挑戰(zhàn)，業(yè)界針對目前TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署的主流頻段（FA及D頻段），推出雙頻獨立電調(diào)天線，其外形尺寸與現(xiàn)有單頻天線完全相同，幫助運營商降低了網(wǎng)絡(luò)部署難度。同時，該款天線支持在兩個頻段上的天線下傾角獨立調(diào)整，使不同頻段能夠同時達到最優(yōu)覆蓋效果，可解決了覆蓋差異及干擾問題，保證網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)。

目前中國移動聯(lián)合廠商在全國多個城市對FA/D雙頻獨立電調(diào)天線進行了充分測試和驗證，驗證結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)多頻天線，F(xiàn)A/D雙頻獨立電調(diào)天線在網(wǎng)絡(luò)性能、安裝部署、遠程電調(diào)管理等方面具有明顯的優(yōu)勢。隨著FA/D雙頻獨立電調(diào)天線解決方案的廣泛應(yīng)用，業(yè)界領(lǐng)先的天線廠家也紛紛推出此類解決方案。

可以看出，TD-LTE基站天線的整體形態(tài)正朝向?qū)拵Щ㈦娬{(diào)化以及獨立調(diào)整的發(fā)展。

多系統(tǒng)天線滿足FDD/TDD融合建網(wǎng)

除了中國移動，中國電信也正在加大LTE試驗網(wǎng)的建設(shè)，將從網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)以及終端等多方面為即將到來的LTE商用做準備。中國電信董事長王曉初今年中旬明確表示，中國電信將采用TDD/FDD融合組網(wǎng)。而中國聯(lián)通也已經(jīng)在多個城市開展LTE試驗網(wǎng)建設(shè)，未來也將建設(shè)融合網(wǎng)絡(luò)。

TD-LTE與LTE FDD網(wǎng)絡(luò)特點有不同之處，對基站天線需求也會不同。中國電信目前試驗網(wǎng)以FDD為主，但是也面臨多頻多制式組網(wǎng)的挑戰(zhàn)。

以廣東電信為例，據(jù)某天線廠商介紹，廣東電信在一期和二期LTE試驗網(wǎng)建設(shè)中，LTE 2.1GHz 2×2MIMO占總需求80%，2×4MIMO占總需求20%。其中，70%為CDMA800+LTE2.1G 共站址，大量采用雙頻四端口和六端口天線。而在廣東電信LTE三期10000個站建設(shè)規(guī)劃中，80%的LTE基站處于2.1GHz ，20%為LTE的2.1G/2.6G混合組網(wǎng)，全部預(yù)留2×4MIMO。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及特點，F(xiàn)DD/TDD LTE融合組網(wǎng)也將同樣面臨以下挑戰(zhàn)：新建基站困難；新增天饋困難；熱點覆蓋區(qū)多；站距近，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃復(fù)雜；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)潛在需求大。

對此，上述天線廠商分析認為，運營商可以首選隱蔽天線，尤其是不可拆卸，從運輸?shù)桨惭b可全程隱蔽的一體化隱蔽天線；優(yōu)選多系統(tǒng)共用天線，利用現(xiàn)有站址資源不另外選址，新增抱桿，降低建網(wǎng)難度；推薦大下傾電調(diào)天線，適用于較近站距的天饋網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；LTE建設(shè)推薦4通道天線，預(yù)留4×2或更高級MIMO的升級。

“中國電信LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，天饋選用建議集中在FDD LTE和TD-LTE混合組網(wǎng)的超寬帶多系統(tǒng)共用電調(diào)天線和FDD LTE獨立組網(wǎng)的多系統(tǒng)共用天線，同時，優(yōu)選隱蔽外觀。” 該天線廠商舉例介紹，廣東電信LTE基站大量采用一體化設(shè)計的美化天線，以排氣管和方柱為主，約占80%；而室分站采用雙極化吸頂天線，已完成600個站點改造，計劃推廣至全省。

天線系統(tǒng)是LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要一環(huán)，影響著移動用戶最終體驗，目前中國移動、中國電信等都為LTE時期天線建設(shè)難題而“頭疼”。