基站天線面臨多網(wǎng)挑戰(zhàn)
[導(dǎo)讀]隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在全球興起，多網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成為了運(yùn)營(yíng)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
隨著4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在全球興起，多網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成為了運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主旋律。基站也隨網(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(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和服務(wù)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基本手段，對(duì)于改善網(wǎng)絡(luò)性能起到至關(guān)重要的作用。
運(yùn)營(yíng)商在基站天線問(wèn)題上一直面臨著多種挑戰(zhàn)。首先，天線使用年限到期，運(yùn)營(yíng)商將面對(duì)老舊天線質(zhì)量降低問(wèn)題。其次，天線過(guò)度覆蓋，天線尺寸過(guò)大難以進(jìn)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(shí)，隨著用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)要求越來(lái)越嚴(yán)格，天線優(yōu)化、天線故障隱蔽，在網(wǎng)檢測(cè)難度大等正為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
而逐漸顯現(xiàn)的多網(wǎng)共存情景也對(duì)基站天線提出了更高的要求。以中國(guó)移動(dòng)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(gè)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(jià)增長(zhǎng)迅速，新建基站成本大幅增加。有關(guān)專家在接受采訪時(shí)就表示，由于站址資源十分緊張，運(yùn)營(yíng)商在選取站址時(shí)，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(wèn)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(yùn)營(yíng)商共站已經(jīng)成為了國(guó)際運(yùn)營(yíng)商主要建設(shè)方式。而隨著無(wú)線通信系統(tǒng)復(fù)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(yīng)增加，但基站上天線放置位置十分有限。來(lái)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(yīng)用后，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)2G、3G及4G共存的局面，從而給基站天線的部署帶來(lái)很大困難，很多站點(diǎn)將面臨不能新增基站天線的局面。4G時(shí)代需加快基站天線向?qū)拵Щ⒍囝l化及多通道演進(jìn)的進(jìn)程，從而簡(jiǎn)化站點(diǎn)安裝，充分利用站點(diǎn)資源，適應(yīng)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(yùn)營(yíng)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(lái)替代以往的單頻天線來(lái)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(shí)代來(lái)臨，對(duì)于覆蓋效率、頻譜利用率等提出了更高的要求。而在3G時(shí)代就出現(xiàn)的智能天線技術(shù)，其發(fā)展有效補(bǔ)充運(yùn)營(yíng)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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于天線小型化的需求，使天線的設(shè)計(jì)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(hù)，通過(guò)減小其風(fēng)載荷，能降低環(huán)境因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響，滿足運(yùn)營(yíng)商多系統(tǒng)共站，更多系統(tǒng)共天線的建設(shè)要求。同時(shí)，無(wú)線基站的集成化設(shè)計(jì)，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(duì)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(duì)于小基站的需求將進(jìn)一步增加。小型天線需求也將進(jìn)一步增長(zhǎng)。
小基站需天線全新的技術(shù)，即全新的小型化天線設(shè)計(jì)、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(duì)有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)陣列的布局，并有效地進(jìn)行能量的輻射。
中國(guó)移動(dòng)研究院無(wú)線所曹汐博士表示，小基站對(duì)天線體積要求嚴(yán)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(yīng)用十年以上，而很多性能會(huì)隨著老化問(wèn)題的產(chǎn)生而逐漸降低。目前，3G、4G發(fā)展迅速，運(yùn)營(yíng)商之間網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)激烈，作為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)與非指標(biāo)的重點(diǎn)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(yáng)在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，目前，由于無(wú)機(jī)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(hù)困難等狀況。而天線質(zhì)量?jī)?yōu)劣將直接影響到基站能否正常工作，生命周期長(zhǎng)短。但目前，運(yùn)營(yíng)商集采價(jià)格過(guò)低導(dǎo)致天線質(zhì)量大打折扣，這為日后基站運(yùn)營(yíng)、維護(hù)埋下了隱患。而經(jīng)歷了多年的天線問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)商對(duì)天線的質(zhì)量將更加重視。
天線雖然在整個(gè)基站設(shè)備成本的占比較低，不超過(guò)3%，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響巨大，同時(shí)優(yōu)化、維護(hù)困難。隨著LTE時(shí)代到來(lái)，運(yùn)營(yíng)商需要考慮多網(wǎng)天饋協(xié)同以及先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)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(lái)新的變化。
不過(guò)，目前國(guó)內(nèi)基站天線生產(chǎn)卻十分堪憂。雖然國(guó)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(yīng)，大多以低成本進(jìn)行低層次的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商集采價(jià)格較低，致使價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重。這些導(dǎo)致國(guó)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(yán)重滯后。國(guó)內(nèi)天線市場(chǎng)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(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)認(rèn)識(shí)流于表面的現(xiàn)狀。這將遏制我國(guó)天線產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步導(dǎo)致我國(guó)無(wú)線通信出現(xiàn)短板。同時(shí)，作為衡量天線性能優(yōu)良的測(cè)試工作只能在專業(yè)的環(huán)境里進(jìn)行，這就為評(píng)定天線性能造成了資金、場(chǎng)地等困難。為此，天線市場(chǎng)亟須建立一套公平、有效的評(píng)判機(jī)制，綜合考慮性能、價(jià)格等各方面因素保障天線市場(chǎng)健康穩(wěn)定發(fā)展。
基站天線面臨多網(wǎng)挑戰(zhàn)
天線是移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和服務(wù)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基本手段，對(duì)于改善網(wǎng)絡(luò)性能起到至關(guān)重要的作用。
運(yùn)營(yíng)商在基站天線問(wèn)題上一直面臨著多種挑戰(zhàn)。首先，天線使用年限到期，運(yùn)營(yíng)商將面對(duì)老舊天線質(zhì)量降低問(wèn)題。其次，天線過(guò)度覆蓋，天線尺寸過(guò)大難以進(jìn)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(shí)，隨著用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)要求越來(lái)越嚴(yán)格，天線優(yōu)化、天線故障隱蔽，在網(wǎng)檢測(cè)難度大等正為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
而逐漸顯現(xiàn)的多網(wǎng)共存情景也對(duì)基站天線提出了更高的要求。以中國(guó)移動(dòng)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(gè)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(jià)增長(zhǎng)迅速，新建基站成本大幅增加。有關(guān)專家在接受采訪時(shí)就表示，由于站址資源十分緊張，運(yùn)營(yíng)商在選取站址時(shí)，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(wèn)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(yùn)營(yíng)商共站已經(jīng)成為了國(guó)際運(yùn)營(yíng)商主要建設(shè)方式。而隨著無(wú)線通信系統(tǒng)復(fù)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(yīng)增加，但基站上天線放置位置十分有限。來(lái)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(yīng)用后，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)2G、3G及4G共存的局面，從而給基站天線的部署帶來(lái)很大困難，很多站點(diǎn)將面臨不能新增基站天線的局面。4G時(shí)代需加快基站天線向?qū)拵Щ⒍囝l化及多通道演進(jìn)的進(jìn)程，從而簡(jiǎn)化站點(diǎn)安裝，充分利用站點(diǎn)資源，適應(yīng)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(yùn)營(yíng)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(lái)替代以往的單頻天線來(lái)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(shí)代來(lái)臨，對(duì)于覆蓋效率、頻譜利用率等提出了更高的要求。而在3G時(shí)代就出現(xiàn)的智能天線技術(shù)，其發(fā)展有效補(bǔ)充運(yùn)營(yíng)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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于天線小型化的需求，使天線的設(shè)計(jì)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(hù)，通過(guò)減小其風(fēng)載荷，能降低環(huán)境因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的影響，滿足運(yùn)營(yíng)商多系統(tǒng)共站，更多系統(tǒng)共天線的建設(shè)要求。同時(shí)，無(wú)線基站的集成化設(shè)計(jì)，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(duì)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(duì)于小基站的需求將進(jìn)一步增加。小型天線需求也將進(jìn)一步增長(zhǎng)。
小基站需天線全新的技術(shù)，即全新的小型化天線設(shè)計(jì)、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(duì)有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)陣列的布局，并有效地進(jìn)行能量的輻射。
中國(guó)移動(dòng)研究院無(wú)線所曹汐博士表示，小基站對(duì)天線體積要求嚴(yán)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(yīng)用十年以上，而很多性能會(huì)隨著老化問(wèn)題的產(chǎn)生而逐漸降低。目前，3G、4G發(fā)展迅速，運(yùn)營(yíng)商之間網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)激烈，作為網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)與非指標(biāo)的重點(diǎn)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)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(yáng)在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，目前，由于無(wú)機(jī)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(hù)困難等狀況。而天線質(zhì)量?jī)?yōu)劣將直接影響到基站能否正常工作，生命周期長(zhǎng)短。但目前，運(yùn)營(yíng)商集采價(jià)格過(guò)低導(dǎo)致天線質(zhì)量大打折扣，這為日后基站運(yùn)營(yíng)、維護(hù)埋下了隱患。而經(jīng)歷了多年的天線問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)商對(duì)天線的質(zhì)量將更加重視。
天線雖然在整個(gè)基站設(shè)備成本的占比較低，不超過(guò)3%，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響巨大，同時(shí)優(yōu)化、維護(hù)困難。隨著LTE時(shí)代到來(lái)，運(yùn)營(yíng)商需要考慮多網(wǎng)天饋協(xié)同以及先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)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(lái)新的變化。
不過(guò)，目前國(guó)內(nèi)基站天線生產(chǎn)卻十分堪憂。雖然國(guó)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(yīng)，大多以低成本進(jìn)行低層次的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商集采價(jià)格較低，致使價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重。這些導(dǎo)致國(guó)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(yán)重滯后。國(guó)內(nèi)天線市場(chǎng)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(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)認(rèn)識(shí)流于表面的現(xiàn)狀。這將遏制我國(guó)天線產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進(jìn)一步導(dǎo)致我國(guó)無(wú)線通信出現(xiàn)短板。同時(shí)，作為衡量天線性能優(yōu)良的測(cè)試工作只能在專業(yè)的環(huán)境里進(jìn)行，這就為評(píng)定天線性能造成了資金、場(chǎng)地等困難。為此，天線市場(chǎng)亟須建立一套公平、有效的評(píng)判機(jī)制，綜合考慮性能、價(jià)格等各方面因素保障天線市場(chǎng)健康穩(wěn)定發(fā)展。
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