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基站天线面临多网挑战

随着4G网络建设在全球兴起,多网运营成为了运营商网络发展的主旋律。基站也随网络变化向宏站与微站结合组网方向发展。作为基站一部分的天线也将同基站一起发生变化。支持多频多模、小型化正成为天线发展方向。

 

基站天线面临多网挑战

天线是移动通信系统的重要组成部分,直接关系到移动通信网络的覆盖范围和服务质量。例如呼损率、掉话率、切换成功率等。天线的选择和设置作为控制无线网络覆盖的基本手段,对于改善网络性能起到至关重要的作用。

 

运营商在基站天线问题上一直面临着多种挑战。首先,天线使用年限到期,运营商将面对老旧天线质量降低问题。其次,天线过度覆盖,天线尺寸过大难以进入物业,天线安装站址资源、空间紧缺,正成为传统天线的制约。同时,随着用户对网络体验要求越来越严格,天线优化、天线故障隐蔽,在网检测难度大等正为网络优化重点解决的问题。

 

而逐渐显现的多网共存情景也对基站天线提出了更高的要求。以中国移动为例,GSM、TD-SCDMA、TD-LTE、WiFi四网并存的格局基本形成。而多网共存就意味着为每个网络建设其自有的基站将大大增加建网成本。而随着地价增长迅速,新建基站成本大幅增加。有关专家在接受采访时就表示,由于站址资源十分紧张,运营商在选取站址时,大量基站建设在同一区域,若规划出现疏漏将造成站与站之间的干扰问题,影响网络稳定性。

 

基于上述原因,多网络共站,甚至是多运营商共站已经成为了国际运营商主要建设方式。而随着无线通信系统复杂性增加,其使用频段更多、模式也随之增加。这需要天线支持的频段、模式也相应增加,但基站上天线放置位置十分有限。来自网络与基站位置的双重需求成为了同一天线支多频多模必然的选择。

 

华为有关专家表示,4G大规模应用后,在相当长时间内会出现2G、3G及4G共存的局面,从而给基站天线的部署带来很大困难,很多站点将面临不能新增基站天线的局面。4G时代需加快基站天线向宽带化、多频化及多通道演进的进程,从而简化站点安装,充分利用站点资源,适应多天线技术的发展。

 

上海贝尔RFS有关专家也表示,目前运营商建设基站最大难题是可安装天线的天面资源紧张,需使用更多的多频天线来替代以往的单频天线来让有限的天面资源容纳更多的频段。

 

向小型化发展

随着4G时代来临,对于覆盖效率、频谱利用率等提出了更高的要求。而在3G时代就出现的智能天线技术,其发展有效补充运营商多元化的天线需求,有效抑制了干扰,提高频谱利用率,提高了系统容量。

 

但智能天线技术并不能改变基站天线扇面位置紧张的现状,为此小型化已经成为天线未来发展的趋势。对于天线小型化的需求,使天线的设计向小尺寸及低抛物面方向发展,有效减少了天线重量,使其便于安装与维护,通过减小其风载荷,能降低环境因素对网络覆盖的影响,满足运营商多系统共站,更多系统共天线的建设要求。同时,无线基站的集成化设计,能有效减少馈线损耗,提高系统容量,提高系统性能。

 

而目前,数量已经超越了宏站的小基站对天线天然有着小型化需求。而随着4G网络建设,网络对于小基站的需求将进一步增加。小型天线需求也将进一步增长。

 

小基站需天线全新的技术,即全新的小型化天线设计、小型化射频处理元件、基带处理单元,以及能够提供集中化、虚拟化的云状网络。小型化技术其天线振子有较好的自隔离特性和小巧的空间特性,能够在相对有限的空间内实现多个阵列的布局,并有效地进行能量的辐射。

 

中国移动研究院无线所曹汐博士表示,小基站对天线体积要求严格,小型化是小基站天线首要选择。

 

质量成基站天线软肋

目前天线质量已经成为影响网络质量关键因素。天线作为全天候产品,需要在室外的环境应用十年以上,而很多性能会随着老化问题的产生而逐渐降低。目前,3G、4G发展迅速,运营商之间网络服务质量竞争激烈,作为网络质量指标与非指标的重点,移动通信网络对基站天线的性能和品质可靠性提出了更高的要求。

 

陕西联通周双阳在接受本报记者采访时表示,目前,由于无机房基站建设,天线等基站设施面临更加恶劣的生存条件、维护困难等状况。而天线质量优劣将直接影响到基站能否正常工作,生命周期长短。但目前,运营商集采价格过低导致天线质量大打折扣,这为日后基站运营、维护埋下了隐患。而经历了多年的天线问题,运营商对天线的质量将更加重视。

 

天线虽然在整个基站设备成本的占比较低,不超过3%,但对网络质量影响巨大,同时优化、维护困难。随着LTE时代到来,运营商需要考虑多网天馈协同以及先进网络设备的应用,网络自优化、自组织、自愈合以及AAS将给基站天线格局带来新的变化。

 

不过,目前国内基站天线生产却十分堪忧。虽然国内天线厂家众多,但规模普遍偏小,难以产生企业规模效应,大多以低成本进行低层次的价格竞争。同时,运营商集采价格较低,致使价格竞争严重。这些导致国内中小企业难以拥有维持正常的研发投入的资金,技术及业界视角严重滞后。国内天线市场形成了整体基站天线质量水平较低,技术积累不足,技术前沿投入有限,对整个产业认识流于表面的现状。这将遏制我国天线产业发展,进一步导致我国无线通信出现短板。同时,作为衡量天线性能优良的测试工作只能在专业的环境里进行,这就为评定天线性能造成了资金、场地等困难。为此,天线市场亟须建立一套公平、有效的评判机制,综合考虑性能、价格等各方面因素保障天线市场健康稳定发展。

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