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我國4G雖然已經發(fā)牌，但是大規(guī)模的網絡建設才剛剛開始。面向爆發(fā)式的移動數(shù)據(jù)增長趨勢，需要不斷提高網絡容量，更需要不斷提高建網質量。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)實需求，在推動著基站天線向集成度更高、頻寬更寬、調整更靈活的方向發(fā)展。
4G建網覆蓋容量兩手抓
良好的網絡覆蓋層和一定厚度的容量層，是決定網絡質量的兩個基礎。
一個新建的全國網絡，在完成覆蓋目標的同時，也要考慮網絡容量層的建設�？灯展緹o線業(yè)務事業(yè)部中國無線網絡解決方案銷售總監(jiān)王勝在接受《中國電子報》記者采訪時說：“通常來講只有三個辦法來提高網絡的容量�！�
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，新增了1800MHz的頻率，現(xiàn)在3G、4G的頻率更多，中國移動的TD-LTE頻率有三個頻段，而且已經用到了2.6GHz的頻率。業(yè)內一些人認為這已經是極限，因為高頻衰減會越來越厲害，設備的投入和產出已經不成比例。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從平均1公里一個基站縮小到200米~300米1個基站。三是提高頻譜效率，這也是每代移動通信技術所努力的方向。目前4G的頻譜效率最高，在上海已經達到下行100M的速率。
擁有良好的網絡覆蓋，擁有一定厚度的容量層，是一個網絡的兩個重要基礎。顯然，中國移動對TD-LTE的定位是打造一張精品網絡，以優(yōu)質的用戶體驗站在4G市場的頂端�！霸谌�240多個LTE網絡中，我們參與了絕大部分網絡的建設。” 康普中國區(qū)銷售副總裁唐俊毅說，“從康普的經驗來看，LTE網絡建設有5個要素。第一是要做好網絡噪聲的管理;第二是做好無線扇區(qū)的規(guī)劃和控制;第三是做好網絡的現(xiàn)代化;第四是做好回傳信號，就是上行信號和下行信號的帶寬要足夠寬;第五是做好室內覆蓋和場館這些特殊環(huán)境下的覆蓋�！�
噪聲管理考驗技術細節(jié)
管理好噪聲水平，使網絡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)射功率來增強信號不同，4G網絡中隨著信號的增強，會帶來新的噪音。“4G網絡的特點是噪音不僅影響天線所覆蓋的扇區(qū)，還會影響周圍扇區(qū)，比如會引起更多的軟切換，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，用戶體驗下降，收入下降�！蓖鮿僬f，“4G網絡離基站越遠數(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，使網絡邊緣都可以得到高速接入，是我們真正需要解決的問題�！倍鉀Q這個問題有幾方面要求： 一是射頻部分的帶寬要足夠寬，二是整個無線射頻網絡的設備性能要足夠好，三是回傳的上行信號帶寬也要足夠寬才可以。
在傳統(tǒng)的2G網絡中，相鄰的基站小區(qū)的網絡覆蓋重疊部分比較大，手機能夠收到不同基站的信號，2G手機會自動鎖定在信號最強的基站忽略其他，因為不會頻繁切換，所以不會對隔壁小區(qū)產生任何干擾。因此在GSM網絡中，有9到12個重疊區(qū)域都是可以容忍的。但3G時期，網絡的重疊覆蓋就會對系統(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�！八^高性能天線，就是做65度角天線覆蓋的時候，網絡兩邊的覆蓋收縮得要特別快，使網絡間的重疊區(qū)域變小，所以大家明顯能夠看到LTE網絡對設備的要求越來越高�！蓖鮿僬f。
分頻獨立電調天線日益重要
降低站間干擾需要精確控制網絡波形的邊緣，最好的辦法是實現(xiàn)遠程天線控制。
解決好網絡的干擾控制，主要取決于幾個方面，一是網絡規(guī)劃，在頻率上要留足夠的富余量;二是器件水平，需要對每一個施工工藝做好控制;三是安裝水平。“我們在1997年進入中國，也做了非常多實際案例。在專門針對天線的安德魯學院，我們會做培訓，教他們怎么去安裝和使用我們的無線產品，同時我們也有專門隊伍做接頭和天線�！睙o線產品，特別是室外使用的產品，在整個通信系統(tǒng)當中，它的工作環(huán)境最惡劣，面對風吹、日曬、雨淋、高溫、低溫，所以對它的要求是非常高的。“我們的產品真是可以在那里站10年到30年，的確非常不易�！蓖鮿僬f。
除了自干擾之外，還有站間干擾問題。要降低站間干擾，需要將網絡波形的邊緣控制得非常精確，相互之間能夠補充，但不產生新的干擾。解決這個問題最好的辦法就是做遠程的天線控制機制。目前，電調天線已經逐步成為了主流，中國移動在去年的招標中已經對天線有了明確要求，是FAD分頻段的，其中FAD分頻獨立電調的天線設備，因為能夠在不同的頻段調整不同的下傾角而受到青睞。
“目前有一個技術很流行，叫遠程控制單元，我們通過將遠程的RRU和天線整合，做了很多產品出來。”王勝說，“我們可以把現(xiàn)在各種各樣的天線，如2G、3G、4G的整合成一套簡單、清楚、易于維護的系統(tǒng)，放在一個裝置里，這個裝置易于做美化和偽裝�！�
天線管理面臨多頻共存挑戰(zhàn)
在很多場景下，會出現(xiàn)多運營商共存的情況，需要合建一套或者兩套天線。
前文所說的網絡現(xiàn)代化是指對天線產品的管理以及網絡的優(yōu)化、維護能力有進一步提升。未來長期對運營商提出挑戰(zhàn)的問題，一是多頻段共存，現(xiàn)在每個運營商基本已經有3~5個不同的頻率，不同的頻率都在一套設備上實現(xiàn)，對設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，這都對網絡提出更高要求;二是多制式和多技術的融合，國內一個運營商的制式至少有3個，設備的兼容和平滑過渡能力越來越重要。
而且在很多場景下，出現(xiàn)多運營商共存的情況，如高速鐵路的覆蓋、地鐵的覆蓋，能夠給運營商建設基站的地方非常有限，這就需要幾個運營商合建一套或者是兩套天線。這對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，中國移動在大中城市會增加容量層建設已經不言而喻。在建好網絡覆蓋層之后，容量增加的同時，也要解決好干擾的問題，除了獨立電調的解決辦法，還可以用扇區(qū)的小區(qū)分裂技術。對4G網絡進行小區(qū)分裂，可以分成兩個小區(qū)來覆蓋，一個三扇區(qū)覆蓋的地區(qū)分成六扇區(qū)覆蓋�！靶^(qū)分裂技術最現(xiàn)實的應用是人群大量集中的場館，如展覽館、體育館等地。”王勝說。
4G網絡建設給許多產品形態(tài)帶來質的變化，天線的轉變只是一個開始，寬頻天線在市場中的廣泛應用值得期待。
華為無線網絡天饋與室分業(yè)務副總裁堯權：
LTE天線向電調發(fā)展
伴隨全球建設浪潮，天線選型成為LTE網絡部署關鍵。一方面頻段多樣性是LTE最大特點，從700MHz到2.6GHz甚至3.5GHz都有應用;另一方面TDD/FDD多頻段混合組網與協(xié)同成為常態(tài)。盡管多頻段引入趨勢明顯，但運營商同樣面臨不小挑戰(zhàn)。隨著頻段的增加，天饋系統(tǒng)越來越復雜，物業(yè)協(xié)調困難，天面空間緊張，天線的部署將成為LTE建設中的一大難題。
鑒于LTE網絡對天線性能要求很高，且天線部署也面臨天面空間緊張、物業(yè)準入難等問題，多頻超寬頻天線逐漸成為主流。實際上，在國際上多頻超寬頻天線已經在LTE建設中得到廣泛應用。在歐洲，85%以上的站點采用雙天面，而在拉美地區(qū)，這一比例也達到了70%以上。
針對LTE時代天線發(fā)展趨勢，華為無線網絡天饋與室分業(yè)務部副總裁堯權表示，在天線建設中，天線本身成本僅占到1/3，更多成本在于安裝、物業(yè)協(xié)調以及抱桿、土建、樓面租金。與未來對天饋系統(tǒng)進行二次改造相比，一次部署多頻超寬頻天線、天面5到7年不動，可以減少綜合投資。此外，非電調天線存在維護成本高、效率低、站點進入困難、無法及時解決“容量呼吸”、短時間難以進行整網優(yōu)化等問題，為了效率更為了網絡性能，LTE天線向電調發(fā)展。
安弗施亞洲區(qū)首席執(zhí)行官李勇：
多頻寬頻天線技術是發(fā)展方向
作為全球無線射頻技術領導者，安弗施主要為全球運營商、設備商、系統(tǒng)集成商提供相關的射頻的設備，包括饋線、天線、射頻產品。目前安弗施的無線射頻技術基本上分成四大類、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，多頻天線技術是未來天線技術發(fā)展的方向，原因在于市場需求。“LTE同2G、3G最大的不同是出現(xiàn)很多頻點。比如北美市場通常用的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，所有頻點是一個非常大的資源�！崩钣抡f。
同時李勇表示，寬頻天線也是發(fā)展趨勢之一，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、租地和建塔費用等成本費用�！崩钣抡f。
李勇介紹，隨著LTE的進入，Small cell最后一公里或者最后幾百米的接入變成了一個很大的屏障。針對這種情況，業(yè)界目前也正在研發(fā)小型微波天線，至于市場會接受到什么程度，還有待時間的檢驗。
延伸閱讀
愛立信AIR 32大幅改進寬帶覆蓋和容量
天線內置射頻單元(AIR)以出色的射頻性能及將天線巧妙地集成到射頻單元中，幫助運營商輕松化解無線覆蓋挑戰(zhàn)
愛立信在去年西班牙巴塞羅那舉行的2013年移動世界大會(MWC)上發(fā)布了AIR系列產品的新成員——AIR 32。AIR可幫助運營商平滑而經濟高效地推出LTE和HSPA業(yè)務而不需要向站點上添加額外的天線或射頻拉遠單元。與現(xiàn)有的AIR產品相比，AIR 32可提高70%的吞吐量和25%的室內覆蓋范圍，因此可大大改進移動寬帶業(yè)務的用戶體驗 ，AIR 32可在單一射頻單元中支持多個頻率，使所需的無線設備減少50% 。
愛立信副總裁兼網絡業(yè)務部無線產品主管Thomas Noren表示：“由于提高了射頻性能，AIR 32可擴大覆蓋范圍，提高容量和速度，最終使用戶受益�！�
在提高用戶滿意度方面，網絡業(yè)務的兩個最重要方面是覆蓋范圍和速度。與現(xiàn)有的AIR產品相比，AIR 32可提高70%的吞吐量，AIR 32的4×4 MIMO配置可支持最多4路同步數(shù)據(jù)傳輸，讓這一目標得以實現(xiàn)。
與現(xiàn)有AIR產品相比，AIR 32還可以將室內覆蓋范圍擴大25%，所有室內數(shù)據(jù)流量的傳輸速度預計將提高70%。在這種情況下，擴大室內覆蓋范圍成了改進用戶體驗的關鍵。如今，AIR已形成完整的系列產品，有多種版本和頻段。
作者：鐘慧 來源：中國電子報
