2G、3G及4G多網(wǎng)長時間共存 基站天線如何部署

　　隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在全球興起，多網(wǎng)運營成為了運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主旋律?；疽搽S網(wǎng)絡(luò)變化向宏站與微站結(jié)合組網(wǎng)方向發(fā)展。作為基站一部分的天線也將同基站一起發(fā)生變化。支持多頻多模、小型化正成為天線發(fā)展方向。

　　基站天線面臨多網(wǎng)挑戰(zhàn)

　　天線是移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到移動通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和服務質(zhì)量。例如呼損率、掉話率、切換成功率等。天線的選擇和設(shè)置作為控制無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基本手段，對于改善網(wǎng)絡(luò)性能起到至關(guān)重要的作用。

　　運營商在基站天線問題上一直面臨著多種挑戰(zhàn)。首先，天線使用年限到期，運營商將面對老舊天線質(zhì)量降低問題。其次，天線過度覆蓋，天線尺寸過大難以進入物業(yè)，天線安裝站址資源、空間緊缺，正成為傳統(tǒng)天線的制約。同時，隨著用戶對網(wǎng)絡(luò)體驗要求越來越嚴格，天線優(yōu)化、天線故障隱蔽，在網(wǎng)檢測難度大等正為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點解決的問題。

　　而逐漸顯現(xiàn)的多網(wǎng)共存情景也對基站天線提出了更高的要求。以中國移動為例，GSM、TD-SCDMA、TD-LTE、WiFi四網(wǎng)并存的格局基本形成。而多網(wǎng)共存就意味著為每個網(wǎng)絡(luò)建設(shè)其自有的基站將大大增加建網(wǎng)成本。而隨著地價增長迅速，新建基站成本大幅增加。有關(guān)專家在接受采訪時就表示，由于站址資源十分緊張，運營商在選取站址時，大量基站建設(shè)在同一區(qū)域，若規(guī)劃出現(xiàn)疏漏將造成站與站之間的干擾問題，影響網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

　　基于上述原因，多網(wǎng)絡(luò)共站，甚至是多運營商共站已經(jīng)成為了國際運營商主要建設(shè)方式。而隨著無線通信系統(tǒng)復雜性增加，其使用頻段更多、模式也隨之增加。這需要天線支持的頻段、模式也相應增加，但基站上天線放置位置十分有限。來自網(wǎng)絡(luò)與基站位置的雙重需求成為了同一天線支多頻多模必然的選擇。

　　華為有關(guān)專家表示，4G大規(guī)模應用后，在相當長時間內(nèi)會出現(xiàn)2G、3G及4G共存的局面，從而給基站天線的部署帶來很大困難，很多站點將面臨不能新增基站天線的局面。4G時代需加快基站天線向?qū)拵Щ?、多頻化及多通道演進的進程，從而簡化站點安裝，充分利用站點資源，適應多天線技術(shù)的發(fā)展。

　　上海貝爾RFS有關(guān)專家也表示，目前運營商建設(shè)基站最大難題是可安裝天線的天面資源緊張，需使用更多的多頻天線來替代以往的單頻天線來讓有限的天面資源容納更多的頻段。

　　向小型化發(fā)展

　　隨著4G時代來臨，對于覆蓋效率、頻譜利用率等提出了更高的要求。而在3G時代就出現(xiàn)的智能天線技術(shù)，其發(fā)展有效補充運營商多元化的天線需求，有效抑制了干擾，提高頻譜利用率，提高了系統(tǒng)容量。

　　但智能天線技術(shù)并不能改變基站天線扇面位置緊張的現(xiàn)狀，為此小型化已經(jīng)成為天線未來發(fā)展的趨勢。對于天線小型化的需求，使天線的設(shè)計向小尺寸及低拋物面方向發(fā)展，有效減少了天線重量，使其便于安裝與維護，通過減小其風載荷，能降低環(huán)境因素對網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響，滿足運營商多系統(tǒng)共站，更多系統(tǒng)共天線的建設(shè)要求。同時，無線基站的集成化設(shè)計，能有效減少饋線損耗，提高系統(tǒng)容量，提高系統(tǒng)性能。

　　而目前，數(shù)量已經(jīng)超越了宏站的小基站對天線天然有著小型化需求。而隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)對于小基站的需求將進一步增加。小型天線需求也將進一步增長。

　　小基站需天線全新的技術(shù)，即全新的小型化天線設(shè)計、小型化射頻處理元件、基帶處理單元，以及能夠提供集中化、虛擬化的云狀網(wǎng)絡(luò)。小型化技術(shù)其天線振子有較好的自隔離特性和小巧的空間特性，能夠在相對有限的空間內(nèi)實現(xiàn)多個陣列的布局，并有效地進行能量的輻射。

　　中國移動研究院無線所曹汐博士表示，小基站對天線體積要求嚴格，小型化是小基站天線首要選擇。

　　質(zhì)量成基站天線軟肋

　　目前天線質(zhì)量已經(jīng)成為影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量關(guān)鍵因素。天線作為全天候產(chǎn)品，需要在室外的環(huán)境應用十年以上，而很多性能會隨著老化問題的產(chǎn)生而逐漸降低。目前，3G、4G發(fā)展迅速，運營商之間網(wǎng)絡(luò)服務質(zhì)量競爭激烈，作為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標與非指標的重點，移動通信網(wǎng)絡(luò)對基站天線的性能和品質(zhì)可靠性提出了更高的要求。

　　陜西聯(lián)通周雙陽表示，目前，由于無機房基站建設(shè)，天線等基站設(shè)施面臨更加惡劣的生存條件、維護困難等狀況。而天線質(zhì)量優(yōu)劣將直接影響到基站能否正常工作，生命周期長短。但目前，運營商集采價格過低導致天線質(zhì)量大打折扣，這為日后基站運營、維護埋下了隱患。而經(jīng)歷了多年的天線問題，運營商對天線的質(zhì)量將更加重視。

　　天線雖然在整個基站設(shè)備成本的占比較低，不超過3%，但對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響巨大，同時優(yōu)化、維護困難。隨著LTE時代到來，運營商需要考慮多網(wǎng)天饋協(xié)同以及先進網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應用，網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化、自組織、自愈合以及AAS將給基站天線格局帶來新的變化。

　　不過，目前國內(nèi)基站天線生產(chǎn)卻十分堪憂。雖然國內(nèi)天線廠家眾多，但規(guī)模普遍偏小，難以產(chǎn)生企業(yè)規(guī)模效應，大多以低成本進行低層次的價格競爭。同時，運營商集采價格較低，致使價格競爭嚴重。這些導致國內(nèi)中小企業(yè)難以擁有維持正常的研發(fā)投入的資金，技術(shù)及業(yè)界視角嚴重滯后。國內(nèi)天線市場形成了整體基站天線質(zhì)量水平較低，技術(shù)積累不足，技術(shù)前沿投入有限，對整個產(chǎn)業(yè)認識流于表面的現(xiàn)狀。這將遏制我國天線產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進一步導致我國無線通信出現(xiàn)短板。同時，作為衡量天線性能優(yōu)良的測試工作只能在專業(yè)的環(huán)境里進行，這就為評定天線性能造成了資金、場地等困難。