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          LTE網絡將促進傳統天線技術

          • 分類:行業新聞
          • 訪問量:
          • 作者:
          • 來源:
          • 發布時間:2020-11-13 14:58

          【概要描述】我國4G雖然已經發牌,但是大規模的網絡建設才剛剛開始。面向爆發式的移動數據增長趨勢,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展。

          LTE網絡將促進傳統天線技術

          【概要描述】我國4G雖然已經發牌,但是大規模的網絡建設才剛剛開始。面向爆發式的移動數據增長趨勢,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展。

          • 分類:行業新聞
          • 作者:
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          • 發布時間:2020-11-13 14:58
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            我國4G雖然已經發牌,但是大規模的網絡建設才剛剛開始。面向爆發式的移動數據增長趨勢,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。康普公司無線業務事業部中國無線網絡解決方案銷售總監王勝在接受《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。二是增加基站的數量,這也是最常用的辦法。現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,以優質的用戶體驗站在4G市場的頂端。“在全球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的規劃和控制;第三是做好網絡的現代化;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境下的覆蓋。”
           
            噪聲管理考驗技術細節
           
            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,還會影響周圍扇區,比如會引起更多的軟切換,造成數據包的丟包率高,表現就是數據傳輸速率下降,用戶體驗下降,收入下降。”王勝說,“4G網絡離基站越遠數據速率越低,越靠近發射端,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。”而解決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。
           
            在傳統的2G網絡中,相鄰的基站小區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產生任何干擾。因此在GSM網絡中,有9到12個重疊區域都是可以容忍的。但3G時期,網絡的重疊覆蓋就會對系統的處理能力造成比較大的影響,現在基本都是用65度水平波半角的天線做三扇區覆蓋。而LTE的三扇區覆蓋要以與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度角天線覆蓋的時候,網絡兩邊的覆蓋收縮得要特別快,使網絡間的重疊區域變小,所以大家明顯能夠看到LTE網絡對設備的要求越來越高。”王勝說。
           
            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。”無線產品,特別是室外使用的產品,在整個通信系統當中,它的工作環境最惡劣,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。”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,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
           
            在很多場景下,會出現多運營商共存的情況,需要合建一套或者兩套天線。
           
            前文所說的網絡現代化是指對天線產品的管理以及網絡的優化、維護能力有進一步提升。未來長期對運營商提出挑戰的問題,一是多頻段共存,現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,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,包括從基站塔頂的天線到饋線、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,還可以用扇區的小區分裂技術。對4G網絡進行小區分裂,可以分成兩個小區來覆蓋,一個三扇區覆蓋的地區分成六扇區覆蓋。“小區分裂技術最現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務副總裁堯權:
           
            LTE天線向電調發展
           
            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同成為常態。盡管多頻段引入趨勢明顯,但運營商同樣面臨不小挑戰。隨著頻段的增加,天饋系統越來越復雜,物業協調困難,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,這一比例也達到了70%以上。
           
            針對LTE時代天線發展趨勢,華為無線網絡天饋與室分業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、物業協調以及抱桿、土建、樓面租金。與未來對天饋系統進行二次改造相比,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化等問題,為了效率更為了網絡性能,LTE天線向電調發展。
           
            安弗施亞洲區首席執行官李勇:
           
            多頻寬頻天線技術是發展方向
           
            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。
           
            在安弗施亞洲區首席執行官李勇看來,多頻天線技術是未來天線技術發展的方向,原因在于市場需求。“LTE同2G、3G最大的不同是出現很多頻點。比如北美市場通常用的700M,現在也有考慮把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。”李勇說。
           
            同時李勇表示,寬頻天線也是發展趨勢之一,安弗施所研發的面向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。”李勇說。
           
            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,業界目前也正在研發小型微波天線,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
           
            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,網絡業務的兩個最重要方面是覆蓋范圍和速度。與現有的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路同步數據傳輸,讓這一目標得以實現。
           
            與現有AIR產品相比,AIR 32還可以將室內覆蓋范圍擴大25%,所有室內數據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。

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