我國(guó)4G雖然已經(jīng)發(fā)牌，但是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)才剛剛開始。面向爆發(fā)式的移動(dòng)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，需要不斷提高網(wǎng)絡(luò)容量，更需要不斷提高建網(wǎng)質(zhì)量。而4G頻率分散、干擾增加，以及需要與2G、3G基站共站址的現(xiàn)實(shí)需求，在推動(dòng)著基站天線向集成度更高、頻寬更寬、調(diào)整更靈活的方向發(fā)展。
4G建網(wǎng)覆蓋容量?jī)墒肿?/strong>
良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋層和一定厚度的容量層，是決定網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的兩個(gè)基礎(chǔ)。
一個(gè)新建的全國(guó)網(wǎng)絡(luò)，在完成覆蓋目標(biāo)的同時(shí)，也要考慮網(wǎng)絡(luò)容量層的建設(shè)?？灯展緹o線業(yè)務(wù)事業(yè)部中國(guó)無線網(wǎng)絡(luò)解決方案銷售總監(jiān)王勝表示，通常來講只有三個(gè)辦法來提高網(wǎng)絡(luò)的容量。
一是使用更多的頻率，讓頻寬更寬。如GSM最初只有900MHz的頻率，后來用戶增長(zhǎng)，新增了1800MHz的頻率，現(xiàn)在3G、4G的頻率更多，中國(guó)移動(dòng)的TD-LTE頻率有三個(gè)頻段，而且已經(jīng)用到了2.6GHz的頻率。業(yè)內(nèi)一些人認(rèn)為這已經(jīng)是極限，因?yàn)楦哳l衰減會(huì)越來越厲害，設(shè)備的投入和產(chǎn)出已經(jīng)不成比例。二是增加基站的數(shù)量，這也是最常用的辦法?，F(xiàn)在大中城市基站密度已經(jīng)從平均1公里一個(gè)基站縮小到200米~300米1個(gè)基站。三是提高頻譜效率，這也是每代移動(dòng)通信技術(shù)所努力的方向。目前4G的頻譜效率最高，在上海已經(jīng)達(dá)到下行100M的速率。
擁有良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，擁有一定厚度的容量層，是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)重要基礎(chǔ)。顯然，中國(guó)移動(dòng)對(duì)TD-LTE的定位是打造一張精品網(wǎng)絡(luò)，以優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)站在4G市場(chǎng)的頂端。“在全球240多個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)中，我們參與了絕大部分網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。” 康普中國(guó)區(qū)銷售副總裁唐俊毅說，“從康普的經(jīng)驗(yàn)來看，LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有5個(gè)要素。第一是要做好網(wǎng)絡(luò)噪聲的管理;第二是做好無線扇區(qū)的 規(guī)劃 和控制;第三是做好網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化;第四是做好回傳信號(hào)，就是上行信號(hào)和下行信號(hào)的帶寬要足夠?qū)?第五是做好室內(nèi)覆蓋和場(chǎng)館這些特殊環(huán)境下的覆蓋。”
噪聲管理考驗(yàn)技術(shù)細(xì)節(jié)
管理好噪聲水平，使網(wǎng)絡(luò)邊緣用戶都可以高速接入，是真正需要解決的問題。
與3G通過提高發(fā)射功率來增強(qiáng)信號(hào)不同，4G網(wǎng)絡(luò)中隨著信號(hào)的增強(qiáng)，會(huì)帶來新的噪音。“4G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是噪音不僅影響天線所覆蓋的扇區(qū)，還會(huì)影響周圍扇區(qū)，比如會(huì)引起更多的軟切換，造成數(shù)據(jù)包的丟包率高，表現(xiàn)就是數(shù)據(jù)傳輸速率下降，用戶體驗(yàn)下降，收入下降。”王勝說，“4G網(wǎng)絡(luò)離基站越遠(yuǎn)數(shù)據(jù)速率越低，越靠近發(fā)射端，用戶越能拿到更多的資源，我們要管理好噪聲水平，使網(wǎng)絡(luò)邊緣都可以得到高速接入，是我們真正需要解決的問題。”而解決這個(gè)問題有幾方面要求： 一是射頻部分的帶寬要足夠?qū)?，二是整個(gè)無線射頻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備性能要足夠好，三是回傳的上行信號(hào)帶寬也要足夠?qū)挷趴梢浴?/p>
在傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡(luò)中，相鄰的基站小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋重疊部分比較大，手機(jī)能夠收到不同基站的信號(hào)，2G手機(jī)會(huì)自動(dòng)鎖定在信號(hào)最強(qiáng)的基站忽略其他，因?yàn)椴粫?huì)頻繁切換，所以不會(huì)對(duì)隔壁小區(qū)產(chǎn)生任何干擾。因此在GSM網(wǎng)絡(luò)中，有9到12個(gè)重疊區(qū)域都是可以容忍的。但3G時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)的重疊覆蓋就會(huì)對(duì)系統(tǒng)的處理能力造成比較大的影響，現(xiàn)在基本都是用65度水平波半角的天線做三扇區(qū)覆蓋。而LTE的三扇區(qū)覆蓋要以與3G相同的方式做，就需要有高性能的天線。“所謂高性能天線，就是做65度角天線覆蓋的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)兩邊的覆蓋收縮得要特別快，使網(wǎng)絡(luò)間的重疊區(qū)域變小，所以大家明顯能夠看到LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備的要求越來越高。”王勝說。
分頻獨(dú)立電調(diào)天線日益重要
降低站間干擾需要精確控制網(wǎng)絡(luò)波形的邊緣，最好的辦法是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程天線控制。
解決好網(wǎng)絡(luò)的干擾控制，主要取決于幾個(gè)方面，一是網(wǎng)絡(luò) 規(guī)劃 ，在頻率上要留足夠的富余量;二是器件水平，需要對(duì)每一個(gè)施工工藝做好控制;三是安裝水平。“我們?cè)?997年進(jìn)入中國(guó)，也做了非常多實(shí)際案例。在專門針對(duì)天線的安德魯學(xué)院，我們會(huì)做培訓(xùn)，教他們?cè)趺慈グ惭b和使用我們的無線產(chǎn)品，同時(shí)我們也有專門隊(duì)伍做接頭和天線。”無線產(chǎn)品，特別是室外使用的產(chǎn)品，在整個(gè)通信系統(tǒng)當(dāng)中，它的工作環(huán)境最惡劣，面對(duì)風(fēng)吹、日曬、雨淋、高溫、低溫，所以對(duì)它的要求是非常高的。“我們的產(chǎn)品真是可以在那里站10年到30年，的確非常不易。”王勝說。
除了自干擾之外，還有站間干擾問題。要降低站間干擾，需要將網(wǎng)絡(luò)波形的邊緣控制得非常精確，相互之間能夠補(bǔ)充，但不產(chǎn)生新的干擾。解決這個(gè)問題最好的辦法就是做遠(yuǎn)程的天線控制機(jī)制。目前，電調(diào)天線已經(jīng)逐步成為了主流，中國(guó)移動(dòng)在去年的招標(biāo)中已經(jīng)對(duì)天線有了明確要求，是FAD分頻段的，其中FAD分頻獨(dú)立電調(diào)的天線設(shè)備，因?yàn)槟軌蛟诓煌念l段調(diào)整不同的下傾角而受到青睞。
“目前有一個(gè)技術(shù)很流行，叫遠(yuǎn)程控制單元，我們通過將遠(yuǎn)程的RRU和天線整合，做了很多產(chǎn)品出來。”王勝說，“我們可以把現(xiàn)在各種各樣的天線，如2G、3G、4G的整合成一套簡(jiǎn)單、清楚、易于維護(hù)的系統(tǒng)，放在一個(gè)裝置里，這個(gè)裝置易于做美化和偽裝。”
天線管理面臨多頻共存挑戰(zhàn)
在很多場(chǎng)景下，會(huì)出現(xiàn)多運(yùn)營(yíng)商共存的情況，需要合建一套或者兩套天線。
前文所說的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化是指對(duì)天線產(chǎn)品的管理以及網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、維護(hù)能力有進(jìn)一步提升。未來長(zhǎng)期對(duì)運(yùn)營(yíng)商提出挑戰(zhàn)的問題，一是多頻段共存，現(xiàn)在每個(gè)運(yùn)營(yíng)商基本已經(jīng)有3~5個(gè)不同的頻率，不同的頻率都在一套設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，對(duì)設(shè)備本身有巨大的壓力：多頻段共存需要多頻段的天線、更高性能的饋線、更寬頻的濾波器以及性能更好的功放，這都對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出更高要求;二是多制式和多技術(shù)的融合，國(guó)內(nèi)一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的制式至少有3個(gè)，設(shè)備的兼容和平滑過渡能力越來越重要。
而且在很多場(chǎng)景下，出現(xiàn)多運(yùn)營(yíng)商共存的情況，如高速鐵路的覆蓋、地鐵的覆蓋，能夠給運(yùn)營(yíng)商建設(shè)基站的地方非常有限，這就需要幾個(gè)運(yùn)營(yíng)商合建一套或者是兩套天線。這對(duì)整體解決方案都有較高要求，包括從基站塔頂?shù)奶炀€到饋線、濾波器、合路器、分路器、功放等所有的體系。
今年，中國(guó)移動(dòng)在大中城市會(huì)增加容量層建設(shè)已經(jīng)不言而喻。在建好網(wǎng)絡(luò)覆蓋層之后，容量增加的同時(shí)，也要解決好干擾的問題，除了獨(dú)立電調(diào)的解決辦法，還可以用扇區(qū)的小區(qū)分裂技術(shù)。對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行小區(qū)分裂，可以分成兩個(gè)小區(qū)來覆蓋，一個(gè)三扇區(qū)覆蓋的地區(qū)分成六扇區(qū)覆蓋。“小區(qū)分裂技術(shù)最現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用是人群大量集中的場(chǎng)館，如展覽館、體育館等地。”王勝說。
4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)給許多產(chǎn)品形態(tài)帶來質(zhì)的變化，天線的轉(zhuǎn)變只是一個(gè)開始，寬頻天線在市場(chǎng)中的廣泛應(yīng)用值得期待。
華為無線網(wǎng)絡(luò)天饋與室分業(yè)務(wù)副總裁堯權(quán)：
LTE天線向電調(diào)發(fā)展
伴隨全球建設(shè)浪潮，天線選型成為L(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)部署關(guān)鍵。一方面頻段多樣性是LTE最大特點(diǎn)，從700MHz到2.6GHz甚至3.5GHz都有應(yīng)用;另一方面TDD/FDD多頻段混合組網(wǎng)與協(xié)同成為常態(tài)。盡管多頻段引入趨勢(shì)明顯，但運(yùn)營(yíng)商同樣面臨不小挑戰(zhàn)。隨著頻段的增加，天饋系統(tǒng)越來越復(fù)雜，物業(yè)協(xié)調(diào)困難，天面空間緊張，天線的部署將成為L(zhǎng)TE建設(shè)中的一大難題。
鑒于LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)天線性能要求很高，且天線部署也面臨天面空間緊張、物業(yè)準(zhǔn)入難等問題，多頻超寬頻天線逐漸成為主流。實(shí)際上，在國(guó)際上多頻超寬頻天線已經(jīng)在LTE建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。在歐洲，85%以上的站點(diǎn)采用雙天面，而在拉美地區(qū)，這一比例也達(dá)到了70%以上。
針對(duì)LTE時(shí)代天線發(fā)展趨勢(shì)，華為無線網(wǎng)絡(luò)天饋與室分業(yè)務(wù)部副總裁堯權(quán)表示，在天線建設(shè)中，天線本身成本僅占到1/3，更多成本在于安裝、物業(yè)協(xié)調(diào)以及抱桿、土建、樓面租金。與未來對(duì)天饋系統(tǒng)進(jìn)行二次改造相比，一次部署多頻超寬頻天線、天面5到7年不動(dòng)，可以減少綜合投資。此外，非電調(diào)天線存在維護(hù)成本高、效率低、站點(diǎn)進(jìn)入困難、無法及時(shí)解決“容量呼吸”、短時(shí)間難以進(jìn)行整網(wǎng)優(yōu)化等問題，為了效率更為了網(wǎng)絡(luò)性能，LTE天線向電調(diào)發(fā)展。
安弗施亞洲區(qū)首席執(zhí)行官李勇：
多頻寬頻天線技術(shù)是發(fā)展方向
作為全球無線射頻技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，安弗施主要為全球運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、系統(tǒng)集成商提供相關(guān)的射頻的設(shè)備，包括饋線、天線、射頻產(chǎn)品。目前安弗施的無線射頻技術(shù)基本上分成四大類、基站天線、微波天線、廣播電視天線、蜂窩站點(diǎn)天線。
在安弗施亞洲區(qū)首席執(zhí)行官李勇看來，多頻天線技術(shù)是未來天線技術(shù)發(fā)展的方向，原因在于市場(chǎng)需求。“LTE同2G、3G最大的不同是出現(xiàn)很多頻點(diǎn)。比如北美市場(chǎng)通常用的700M，現(xiàn)在也有考慮把900MHz的GSM改造成LTE，1.8GHz也可以推改成LTE，所有頻點(diǎn)是一個(gè)非常大的資源。”李勇說。
同時(shí)李勇表示，寬頻天線也是發(fā)展趨勢(shì)之一，安弗施所研發(fā)的面向LTE的寬頻天線主要包括BLL或者BLLL。“如果使用單天線的話，900MHz、1.8GHz、1.9GHz、2.6GHz各要3幅，總共需要12幅天線，甚至可能要另建新塔。如果是BLL的話，從700MHz一直覆蓋到2.7GHz，只要3副天線就可解決，大幅降低天線、租地和建塔費(fèi)用等成本費(fèi)用。”李勇說。
李勇介紹，隨著LTE的進(jìn)入，Small cell最后一公里或者最后幾百米的接入變成了一個(gè)很大的屏障。針對(duì)這種情況，業(yè)界目前也正在研發(fā)小型微波天線，至于市場(chǎng)會(huì)接受到什么程度，還有待時(shí)間的檢驗(yàn)。
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