LTE时代基站天线 宽带化、电调化及独立调整成关键
时间：2013-08-21 10:32:34
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[导读]随着移动宽带的快速发展，基站天线对网络性能乃至用户体验的影响越来越大。当前中国无线通信发展迅速，三大运营商针对3G网络进行了天线系统的招标，即将到来的LTE规模建网，更需要大量的天线。然而，2G、3G与LTE多网
随着移动宽带的快速发展，基站天线对网络性能乃至用户体验的影响越来越大。当前中国无线通信发展迅速，三大运营商针对3G网络进行了天线系统的招标，即将到来的LTE规模建网，更需要大量的天线。
然而，2G、3G与LTE多网共存、FDD/TDD融合组网、LTE频段分散、基站选址难等问题给运营商带来巨大挑战。如何在部署的LTE网络时选择最适合的天线，以保障最佳网络性能，进而保证用户体验，成为LTE运营商关注的焦点。
多频点、多制式让基站天线复杂化
在LTE时代，移动网络必然是多网共存。同时，2G、3G与LTE作为不同的网络，使用着不同的频点。多频网络导致天线性能难以同时达到最优。以中国移动为例，既有GSM的900MHz、1800MHz，也有TD-SCDMA的2010MHz~2025MHz 的A频段、1880MHz～1900MHz的F频段，还有TD-LTE中使用的2320MHz～2370MHz的E频段和2600MHz的D频段。
为节省成本，4G网络建设需要利旧2G、3G站点，运营商对2G、3G站点的选择就需要考虑拓扑结构、容量的吸收、天线之间干扰等问题。
“如何高效率地应用已有基站站址是运营商部署天线的挑战。” 无线射频企业安弗施亚洲区CEO李勇曾表示，如今天线要实现2G、3G到LTE覆盖，再加上室内覆盖，一个站址可能至少需要4根天线，天线设备重量的增加、站址天线空间资源紧张等问题显现。
调研数据表明，在上海、北京等中心城市，出于天面空间受限和业主不同意等原因，约有50%的站点将无法新建LTE独立天线。
在此情况下，传统天线无法适应新的形势，特别是后期运维管理方面。如传统天线体积大，运营商不仅在建设初期有选址和安装线缆的困难，而且机械调整天线下倾角还需专门关闭站点，进行人工调整，费时费力，同时对于美化站点也难以进行网络调整。
创新天线破解TD-LTE难题
尽管中国的LTE牌照还未正式发放，但中国移动已经走在LTE规模商用道路上。中国移动在2013年初就提出了“双百计划”。目前，中国移动的计划正一步成为现实，TD-LTE扩大规模试验正在100多个城市展开，新一轮的TD-LTE设备招标也于7月启动。其中，TD-LTE基站天线延续了3G时代TD-SCDMA的主流设计理念，即8天线技术支持波束赋型。
据了解，中国移动在TD-LTE一期建设中，大量采用了FA/D双频内置合路非电调天线，理论分析和实际测试表明，该天线对网络性能会造成巨大影响。华为公司指出，中国移动在此前4G网络部署中，面临天线安装维护困难的挑战：在城区，大多数站点天面空间紧张，很难随意新增天线；其次，传统天线只能设置单一下倾角，不同频段的网络性能无法兼顾；同时，传统天线需现场人工调整天线下倾角，使得维护优化效率低下。
为解决上述挑战，业界针对目前TD-LTE网络部署的主流频段（FA及D频段），推出双频独立电调天线，其外形尺寸与现有单频天线完全相同，帮助运营商降低了网络部署难度。同时，该款天线支持在两个频段上的天线下倾角独立调整，使不同频段能够同时达到最优覆盖效果，可解决了覆盖差异及干扰问题，保证网络性能最优。
目前中国移动联合厂商在全国多个城市对FA/D双频独立电调天线进行了充分测试和验证，验证结果表明，相比传统多频天线，FA/D双频独立电调天线在网络性能、安装部署、远程电调管理等方面具有明显的优势。随着FA/D双频独立电调天线解决方案的广泛应用，业界领先的天线厂家也纷纷推出此类解决方案。
可以看出，TD-LTE基站天线的整体形态正朝向宽带化、电调化以及独立调整的发展。
多系统天线满足FDD/TDD融合建网
除了中国移动，中国电信也正在加大LTE试验网的建设，将从网络、业务以及终端等多方面为即将到来的LTE商用做准备。中国电信董事长王晓初今年中旬明确表示，中国电信将采用TDD/FDD融合组网。而中国联通也已经在多个城市开展LTE试验网建设，未来也将建设融合网络。
TD-LTE与LTE FDD网络特点有不同之处，对基站天线需求也会不同。中国电信目前试验网以FDD为主，但是也面临多频多制式组网的挑战。
以广东电信为例，据某天线厂商介绍，广东电信在一期和二期LTE试验网建设中，LTE 2.1GHz 2×2MIMO占总需求80％，2×4MIMO占总需求20％。其中，70％为CDMA800LTE2.1G 共站址，大量采用双频四端口和六端口天线。而在广东电信LTE三期10000个站建设规划中，80%的LTE基站处于2.1GHz ，20%为LTE的2.1G/2.6G混合组网，全部预留2×4MIMO。
根据网络现状及特点，FDD/TDD LTE融合组网也将同样面临以下挑战：新建基站困难；新增天馈困难；热点覆盖区多；站距近，网络规划复杂；数据业务潜在需求大。
对此，上述天线厂商分析认为，运营商可以首选隐蔽天线，尤其是不可拆卸，从运输到安装可全程隐蔽的一体化隐蔽天线；优选多系统共用天线，利用现有站址资源不另外选址，新增抱杆，降低建网难度；推荐大下倾电调天线，适用于较近站距的天馈网络优化；LTE建设推荐4通道天线，预留4×2或更高级MIMO的升级。
“中国电信LTE网络建设，天馈选用建议集中在FDD LTE和TD-LTE混合组网的超宽带多系统共用电调天线和FDD LTE独立组网的多系统共用天线，同时，优选隐蔽外观。” 该天线厂商举例介绍，广东电信LTE基站大量采用一体化设计的美化天线，以排气管和方柱为主，约占80%；而室分站采用双极化吸顶天线，已完成600个站点改造，计划推广至全省。
然而，2G、3G与LTE多网共存、FDD/TDD融合组网、LTE频段分散、基站选址难等问题给运营商带来巨大挑战。如何在部署的LTE网络时选择最适合的天线，以保障最佳网络性能，进而保证用户体验，成为LTE运营商关注的焦点。
多频点、多制式让基站天线复杂化
在LTE时代，移动网络必然是多网共存。同时，2G、3G与LTE作为不同的网络，使用着不同的频点。多频网络导致天线性能难以同时达到最优。以中国移动为例，既有GSM的900MHz、1800MHz，也有TD-SCDMA的2010MHz~2025MHz 的A频段、1880MHz～1900MHz的F频段，还有TD-LTE中使用的2320MHz～2370MHz的E频段和2600MHz的D频段。
为节省成本，4G网络建设需要利旧2G、3G站点，运营商对2G、3G站点的选择就需要考虑拓扑结构、容量的吸收、天线之间干扰等问题。
“如何高效率地应用已有基站站址是运营商部署天线的挑战。” 无线射频企业安弗施亚洲区CEO李勇曾表示，如今天线要实现2G、3G到LTE覆盖，再加上室内覆盖，一个站址可能至少需要4根天线，天线设备重量的增加、站址天线空间资源紧张等问题显现。
调研数据表明，在上海、北京等中心城市，出于天面空间受限和业主不同意等原因，约有50%的站点将无法新建LTE独立天线。
在此情况下，传统天线无法适应新的形势，特别是后期运维管理方面。如传统天线体积大，运营商不仅在建设初期有选址和安装线缆的困难，而且机械调整天线下倾角还需专门关闭站点，进行人工调整，费时费力，同时对于美化站点也难以进行网络调整。
创新天线破解TD-LTE难题
尽管中国的LTE牌照还未正式发放，但中国移动已经走在LTE规模商用道路上。中国移动在2013年初就提出了“双百计划”。目前，中国移动的计划正一步成为现实，TD-LTE扩大规模试验正在100多个城市展开，新一轮的TD-LTE设备招标也于7月启动。其中，TD-LTE基站天线延续了3G时代TD-SCDMA的主流设计理念，即8天线技术支持波束赋型。
据了解，中国移动在TD-LTE一期建设中，大量采用了FA/D双频内置合路非电调天线，理论分析和实际测试表明，该天线对网络性能会造成巨大影响。华为公司指出，中国移动在此前4G网络部署中，面临天线安装维护困难的挑战：在城区，大多数站点天面空间紧张，很难随意新增天线；其次，传统天线只能设置单一下倾角，不同频段的网络性能无法兼顾；同时，传统天线需现场人工调整天线下倾角，使得维护优化效率低下。
为解决上述挑战，业界针对目前TD-LTE网络部署的主流频段（FA及D频段），推出双频独立电调天线，其外形尺寸与现有单频天线完全相同，帮助运营商降低了网络部署难度。同时，该款天线支持在两个频段上的天线下倾角独立调整，使不同频段能够同时达到最优覆盖效果，可解决了覆盖差异及干扰问题，保证网络性能最优。
目前中国移动联合厂商在全国多个城市对FA/D双频独立电调天线进行了充分测试和验证，验证结果表明，相比传统多频天线，FA/D双频独立电调天线在网络性能、安装部署、远程电调管理等方面具有明显的优势。随着FA/D双频独立电调天线解决方案的广泛应用，业界领先的天线厂家也纷纷推出此类解决方案。
可以看出，TD-LTE基站天线的整体形态正朝向宽带化、电调化以及独立调整的发展。
多系统天线满足FDD/TDD融合建网
除了中国移动，中国电信也正在加大LTE试验网的建设，将从网络、业务以及终端等多方面为即将到来的LTE商用做准备。中国电信董事长王晓初今年中旬明确表示，中国电信将采用TDD/FDD融合组网。而中国联通也已经在多个城市开展LTE试验网建设，未来也将建设融合网络。
TD-LTE与LTE FDD网络特点有不同之处，对基站天线需求也会不同。中国电信目前试验网以FDD为主，但是也面临多频多制式组网的挑战。
以广东电信为例，据某天线厂商介绍，广东电信在一期和二期LTE试验网建设中，LTE 2.1GHz 2×2MIMO占总需求80％，2×4MIMO占总需求20％。其中，70％为CDMA800LTE2.1G 共站址，大量采用双频四端口和六端口天线。而在广东电信LTE三期10000个站建设规划中，80%的LTE基站处于2.1GHz ，20%为LTE的2.1G/2.6G混合组网，全部预留2×4MIMO。
根据网络现状及特点，FDD/TDD LTE融合组网也将同样面临以下挑战：新建基站困难；新增天馈困难；热点覆盖区多；站距近，网络规划复杂；数据业务潜在需求大。
对此，上述天线厂商分析认为，运营商可以首选隐蔽天线，尤其是不可拆卸，从运输到安装可全程隐蔽的一体化隐蔽天线；优选多系统共用天线，利用现有站址资源不另外选址，新增抱杆，降低建网难度；推荐大下倾电调天线，适用于较近站距的天馈网络优化；LTE建设推荐4通道天线，预留4×2或更高级MIMO的升级。
“中国电信LTE网络建设，天馈选用建议集中在FDD LTE和TD-LTE混合组网的超宽带多系统共用电调天线和FDD LTE独立组网的多系统共用天线，同时，优选隐蔽外观。” 该天线厂商举例介绍，广东电信LTE基站大量采用一体化设计的美化天线，以排气管和方柱为主，约占80%；而室分站采用双极化吸顶天线，已完成600个站点改造，计划推广至全省。
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