移動(dòng)通信發(fā)展與天線(xiàn)技術(shù)的創(chuàng )新

1、移動(dòng)通信系統的發(fā)展綜述

1.1、全球移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展情況及趨勢洞察

隨著(zhù)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的持續發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)的高速增長(cháng)，移動(dòng)寬帶技術(shù)不斷向前演進(jìn)。移動(dòng)寬帶技術(shù)的發(fā)展刺激了MBB流量的激增。2014年上半年，全球移動(dòng)用戶(hù)連 接數預計將達到70億，覆蓋全球96%以上的人口，其中3G和4G移動(dòng)用戶(hù)連接數之和也將達到24億，占據全球總量的三分之一以上。這些數據表明MBB業(yè) 務(wù)正在快速增長(cháng)。

MBB蓬勃發(fā)展，“連接無(wú)處不在”成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢。這一趨勢表明，未來(lái)5年（到2018年）無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將發(fā)生深刻 變化，MBB業(yè)務(wù)將轉型為以服務(wù)和價(jià)值為中心，關(guān)注網(wǎng)絡(luò )TVO（TotalValueofOwnership總體擁有價(jià)值），構建面向用戶(hù)體驗、隨 時(shí)隨地xMbps、協(xié)同高效的優(yōu)質(zhì)MBB網(wǎng)絡(luò )。

• MBB業(yè)務(wù)正轉型為以服務(wù)和價(jià)值為中心，以用戶(hù)體驗為目標

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，移動(dòng)服務(wù)正逐步從傳統的語(yǔ)音和短信業(yè)務(wù)向數據管道和容量服務(wù)演進(jìn)。語(yǔ)音、短信業(yè)務(wù)受到OTT業(yè)務(wù)（OverTheTop運營(yíng)在互聯(lián)網(wǎng)“之上”的業(yè) 務(wù)）的強烈沖擊和侵蝕，導致運營(yíng)商整體收入不斷下降，運營(yíng)商需要拓展新業(yè)務(wù)。而新領(lǐng)域如企業(yè)網(wǎng)的業(yè)務(wù)復雜性要求多方合作，從而催生出運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )能力開(kāi)放的 需求，即運營(yíng)商將部分網(wǎng)絡(luò )能力以服務(wù)的方式提供給第三方，由第三方調用這些服務(wù)生成新的應用，形成差異化優(yōu)勢，最終服務(wù)于企業(yè)、行業(yè)或終端用戶(hù)等。

圖1MBB業(yè)務(wù)演進(jìn)過(guò)程

為了更快、更高效地支撐B2B（Business-to-business業(yè)務(wù)到業(yè)務(wù)）、 B2B2C（businesstobusinesstoconsumer商家對商家對客戶(hù)）業(yè)務(wù)上線(xiàn)，以及更加靈活、彈性地提供各種應用和開(kāi)放的 服務(wù)，構建以面向用戶(hù)體驗的MBB網(wǎng)絡(luò )尤為重要。

圖2調查表明用戶(hù)體驗有利于提升用戶(hù)忠誠度

• 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)以“語(yǔ)音”為中心到“數據”為中心的轉變

移 動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )系統產(chǎn)業(yè)鏈從語(yǔ)音為中心面向數據為中心的轉變，極大沖擊傳統的固有理念。正在推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈包括從運營(yíng)商到設備商，從核 心網(wǎng)絡(luò )到天饋末端，從內容到終端等在內的各個(gè)環(huán)節的轉變。新一代的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )將提供更加豐富，包括語(yǔ)音，數據，視頻，各種多媒體，各種綜合類(lèi)型的服務(wù)。移動(dòng) 網(wǎng)絡(luò )中數據流量已經(jīng)遠遠超過(guò)語(yǔ)音流量，未來(lái)語(yǔ)音也會(huì )基于數據基礎上提供服務(wù)。語(yǔ)音將只是數據業(yè)務(wù)中非常小的一種業(yè)務(wù)形態(tài)，整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )將是一個(gè)真正的數據 網(wǎng)絡(luò )。

• 移動(dòng)組網(wǎng)從圍繞“覆蓋”到“覆蓋”+“容量”并重

在網(wǎng)絡(luò )方面，運營(yíng)商及其基礎設施供應商已經(jīng)開(kāi)始意識到，在過(guò)去20年里用于提供語(yǔ)音通話(huà)服務(wù)的傳統移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò )雖然覆蓋面廣大，但無(wú)法滿(mǎn)足以數據為中心的未來(lái)需求。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的組網(wǎng)從當初重點(diǎn)關(guān)注覆蓋，到同時(shí)重視網(wǎng)絡(luò )數據業(yè)務(wù)容量轉變。

• 容量提升，隨時(shí)隨地xMbps是MBB提供創(chuàng )新服務(wù)的基礎

MBB業(yè)務(wù)以服務(wù)為中心的轉型以及優(yōu)質(zhì)的用戶(hù)體驗，需要建立在MBB隨時(shí)隨地xMbps基礎上，現階段高端移動(dòng)用戶(hù)向LTE的快速遷移證明了這一點(diǎn)。預計未來(lái)5年將有25億用戶(hù)遷移到MBB網(wǎng)絡(luò )（如下圖所示），移動(dòng)寬帶容量提升將是運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )部署的重點(diǎn)。

圖3預計未來(lái)5年將有25億用戶(hù)遷移到MBB網(wǎng)絡(luò )

• 協(xié)同高效是MBB網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的基本訴求

未 來(lái)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò )TVO、可擴展性以及開(kāi)放性：一方面虛擬化網(wǎng)絡(luò )設備，實(shí)現軟硬件解耦以及資源靈活分配，從而快速應對市場(chǎng)變化、提升商業(yè)敏捷性；另 一方面按需定義網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現虛擬化網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)和功能，運營(yíng)商與承載在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )上的業(yè)務(wù)創(chuàng )新者、最終消費者形成開(kāi)放、多贏(yíng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )生態(tài)環(huán)境。但移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)數 十年快速發(fā)展，很多運營(yíng)商同時(shí)運營(yíng)多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統，且多系統并存將是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，要滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò )“TVO、可擴展性和開(kāi)放性”應用要求，多網(wǎng)協(xié)同、 高效部署成為構建MBB網(wǎng)絡(luò )的基本訴求。

• 協(xié)同高效是MBB網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的基本訴求

未來(lái)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注網(wǎng)絡(luò )TVO、可擴展性 以及開(kāi)放性：一方面虛擬化網(wǎng)絡(luò )設備，實(shí)現軟硬件解耦以及資源靈活分配，從而快速應對市場(chǎng)變化、提升商業(yè)敏捷性；另一方面按需定義網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現虛擬化網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù) 和功能，運營(yíng)商與承載在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )上的業(yè)務(wù)創(chuàng )新者、最終消費者形成開(kāi)放、多贏(yíng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )生態(tài)環(huán)境。但移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)數十年快速發(fā)展，很多運營(yíng)商同時(shí)運營(yíng)多個(gè)無(wú) 線(xiàn)接入系統，且多系統并存將是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，要滿(mǎn)足未來(lái)網(wǎng)絡(luò )“TVO、可擴展性和開(kāi)放性”應用要求，多網(wǎng)協(xié)同、高效部署成為構建MBB網(wǎng)絡(luò )的基本訴求。

圖4未來(lái)MBB網(wǎng)絡(luò )關(guān)注的焦點(diǎn)

1.2、中國移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展情況及特點(diǎn)

中國移動(dòng)通信行業(yè)在過(guò)去的十年中有著(zhù)日新月異的發(fā)展，大規模的用戶(hù)群增長(cháng)奠定網(wǎng)絡(luò )快速發(fā)展的基礎，運營(yíng)商資費的降價(jià)及刺激需求引起了各方最終用戶(hù)的激增。 2008年3G牌照發(fā)放，中國正式進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳統互聯(lián)網(wǎng)公司也瞄準了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，微信、微博等服務(wù)廣泛應用，網(wǎng)絡(luò )手游的用戶(hù)不斷增長(cháng)，各 種互聯(lián)網(wǎng)應用也陸續提供了手機客戶(hù)端版本，傳統通信產(chǎn)業(yè)價(jià)值從管道向內容、從通信網(wǎng)向互聯(lián)網(wǎng)、從話(huà)音服務(wù)向信息服務(wù)轉移。

未來(lái)，移動(dòng)大數據 流量需求仍將不斷增長(cháng)，隨時(shí)隨地xMbps成為終端用戶(hù)的普遍需求。2013年中國移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量達到129萬(wàn)TB，比2009年的11.5萬(wàn)TB增加了 10倍，預計未來(lái)幾年，國內移動(dòng)數據流量仍將成倍增長(cháng)。為滿(mǎn)足日益增長(cháng)的移動(dòng)業(yè)務(wù)需求，國內運營(yíng)商也加快了LTE建設步伐。TDDLTE牌照已于 2013年底發(fā)放給三大運營(yíng)商，所有主流廠(chǎng)商的產(chǎn)品都具備TDDLTE商用能力，世界上各大品牌手機廠(chǎng)商都積極推出支持TDDLTE的智能終端，整個(gè) TDD產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好。當然，伴隨著(zhù)數據流量爆炸式的增長(cháng)，如何做好流量經(jīng)營(yíng)，在滿(mǎn)足用戶(hù)需求與控制網(wǎng)絡(luò )建設運營(yíng)成本之間保持良好的平衡，是國內運營(yíng)商 需要直面的挑戰。

在以數據業(yè)務(wù)為代表快速發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，能否以用戶(hù)為中心提升客戶(hù)體驗成為運營(yíng)商爭奪與維系用戶(hù)的競爭焦點(diǎn)，多網(wǎng)協(xié) 同、提升用戶(hù)體驗更是運營(yíng)商的核心競爭力。中國三大運商都有多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統，中國移動(dòng)包括GSM、TD-SCDMA和TDDLTE，中國聯(lián)通包括 GSM、UMTS、LTETDD和LTEFDD，中國電信包括CDMA、LTETDD和LTEFDD，多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統之間網(wǎng)絡(luò )協(xié)同的質(zhì)量直接影 響業(yè)務(wù)使用體驗和用戶(hù)滿(mǎn)意度，因此建立面向用戶(hù)體驗的評價(jià)指標，發(fā)現更多潛在問(wèn)題，從而不斷提升用戶(hù)使用體驗，也是國內運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )建設的目標。

而隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)頻譜資源的日趨稀缺，最大化利用頻譜資源成了MBB網(wǎng)絡(luò )建設的關(guān)鍵要素。根據目前的頻譜劃分，中國移動(dòng)主要采用TDDLTE建網(wǎng)，而聯(lián)通和電信 均將采用LTETDD/FDD混合組網(wǎng)方式。通過(guò)FDDLTE與TDDLTE的融合發(fā)展，實(shí)現了頻率等各種資源的高效利用。

針對不同的網(wǎng)絡(luò )現狀和未來(lái)目標網(wǎng)絡(luò )，三大運營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò )建設也各有特點(diǎn)：

• 中國移動(dòng):快速建網(wǎng)，兼顧容量提升

中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的數據業(yè)務(wù)流量已經(jīng)快速超越語(yǔ)音業(yè)務(wù)，保持著(zhù)近150%的年度復合增長(cháng)率。預計未來(lái)幾年內，隨著(zhù)智能手機、平板電腦等智能終端的快速普及，以及 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應用的急速發(fā)展，數據業(yè)務(wù)將繼續呈現指數級增長(cháng)態(tài)勢，數據業(yè)務(wù)流量消耗的網(wǎng)絡(luò )資源將會(huì )是語(yǔ)音業(yè)務(wù)的幾十倍甚至上百倍。面對這一數字洪流給無(wú) 線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)的巨大沖擊，扭轉3G劣勢，快速建設高帶寬、高效率、低成本的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )成為中國移動(dòng)的迫切訴求。

2013年，中國移動(dòng)在100個(gè)以上城市啟動(dòng)了TD-LTE網(wǎng)絡(luò )建設，北京、杭州、廣州和深圳等城市已經(jīng)開(kāi)始試商用，預計2014年底將完成50萬(wàn)個(gè)基站的部署，并在全國344個(gè)城市實(shí)現商用，屆時(shí)該TDDLTE網(wǎng)絡(luò )將是全球最大的TDDLTE網(wǎng)絡(luò )。

為實(shí)現短期快速建網(wǎng)的目標，現階段中國移動(dòng)主要采用了F頻段升級至TDDLTE的方式部署LTE網(wǎng)絡(luò )。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )性能以及覆蓋水平已日臻成熟， 且站址資源豐富，在此基礎上，中國移動(dòng)以F頻段為主部署TDDLTE，省去了站址資源獲取等一系列初期網(wǎng)絡(luò )建設難題。然而，從長(cháng)遠來(lái)看，D頻段頻譜資源 豐富，TDDLTE產(chǎn)業(yè)鏈更為成熟，而且TDDLTE想成為國際主流LTE制式，需要中國這樣的大國起到示范作用，所以中移動(dòng)在D頻段部署 TDDLTE也是勢在必行。

靈活地應用D頻段和F頻段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )部署，分階段、按不同側重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )規劃，是中國移動(dòng)部署優(yōu)質(zhì)LTE網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵策略。

• 中國聯(lián)通：多網(wǎng)協(xié)同，面向用戶(hù)體驗

目前，中國聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò )在國內占據著(zhù)優(yōu)勢，其HSPA+網(wǎng)絡(luò )的速率已經(jīng)能達到42Mbps，能提供良好的用戶(hù)體驗。為實(shí)現長(cháng)遠的發(fā)展，中國聯(lián)通在做大做厚 3G網(wǎng)絡(luò )的同時(shí)，也在追趕中國移動(dòng)和電信LTE部署的步伐。目前，聯(lián)通已在全國25個(gè)城市率先開(kāi)展4G網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，預計年底開(kāi)通4G服務(wù)的城市將達到300個(gè)。

中國聯(lián)通目前有GSM900M(954M-960M)、GSM1800M(1840M-1850M)、 WCDMA2100M(2130M-2145M)，以及TDDLTE(2555M-2575M)，未來(lái)還將部署FDDLTE，面臨著(zhù)多網(wǎng)協(xié)同運營(yíng)、提 升用戶(hù)體驗的挑戰?？梢灶A期的是，3G作為基礎數據網(wǎng)絡(luò )，覆蓋的廣度和容量的深度仍然是聯(lián)通未來(lái)兩年的競爭優(yōu)勢，4G定位為提供優(yōu)質(zhì)數據服務(wù)的網(wǎng) 絡(luò )，FDDLTE覆蓋城市和密集城區，TDDLTE深度覆蓋熱點(diǎn)區域，滿(mǎn)足高速業(yè)務(wù)數據需求，為用戶(hù)提供更優(yōu)質(zhì)的體驗。

中國聯(lián)通利用3G和4G網(wǎng)絡(luò )的融合競爭優(yōu)勢，為用戶(hù)提供良好、無(wú)縫的業(yè)務(wù)體驗。

• 中國電信：聚焦廣覆蓋和深度覆蓋，提升用戶(hù)體驗

對中國電信來(lái)說(shuō)，3G時(shí)代CDMA網(wǎng)覆蓋優(yōu)勢比較明顯，CDMA800MHz鏈路損耗小，以更少的站址獲得更好的用戶(hù)體驗，但4G時(shí)代LTE部署在1.8G/2.1G/2.6高頻段，中國電信首先要解決的是網(wǎng)絡(luò )廣覆蓋和深度覆蓋問(wèn)題。

基于可商用網(wǎng)絡(luò )的目標，LTE覆蓋率至少要達到98%，在與C網(wǎng)1:1建站后，由于站間距較大，覆蓋存在大量空洞，站點(diǎn)補盲是LTE網(wǎng)絡(luò )建設需要解決的問(wèn) 題。針對室外、室內和高鐵等不同場(chǎng)景，中國電信引入多種宏站、小站建網(wǎng)形態(tài)，降低站址獲取難度，解決廣覆蓋問(wèn)題。而針對深度覆蓋，電信則采用了 TDDLTE/FDDLTE混合組網(wǎng)方式，FDD無(wú)縫覆蓋消除盲區，TDD吸收熱點(diǎn)區域多余的話(huà)務(wù)量，同時(shí)引入CloudBB云協(xié)同、eMBMS等解 決方案，覆蓋做深，容量做厚。

另外，中國電信包括CDMA1X/EV-DO、TDDLTE和FDDLTE多個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統，做好多網(wǎng)協(xié)同，提升峰值速率和邊緣速率，規模商用VoLTE，從而實(shí)現面向感知建網(wǎng)、用戶(hù)體驗提升也將是中國電信網(wǎng)絡(luò )建設與發(fā)展的要求與目標。

1.3、移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展總結

構建面向用戶(hù)體驗、隨時(shí)隨地xMbps、協(xié)同高效的優(yōu)質(zhì)MBB網(wǎng)絡(luò )是國內外運營(yíng)商共同的目標，“連接無(wú)處不在”的MBB網(wǎng)絡(luò )發(fā)展趨勢將引領(lǐng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )發(fā)生深刻變化：

• 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )空口資源融合

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )空口資源融合，實(shí)現不同業(yè)務(wù)共享空口資源，提升整體空口效率。運營(yíng)商一張網(wǎng)提供差異化服務(wù)滿(mǎn)足各種不同業(yè)務(wù)需求，減少重復建網(wǎng)成本和新站點(diǎn)租賃，同時(shí)支持運營(yíng)商拓展新的銷(xiāo)售模式，向企業(yè)、行業(yè)業(yè)務(wù)滲透。

• 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設備虛擬化和按需定義網(wǎng)絡(luò )

采用通用硬件和虛擬機技術(shù)，提供高性能硬件處理能力和云管理技術(shù)，為運營(yíng)商提供靈活、智能、可擴展的自動(dòng)化無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。與此同時(shí)，虛擬化網(wǎng)絡(luò )功能，支持運營(yíng)商面向不同的OTT業(yè)務(wù)進(jìn)行靈活部署，使網(wǎng)絡(luò )發(fā)揮更大的價(jià)值。

• Licensed與Unlicensed頻譜資源融合協(xié)同

Unlicensed頻譜豐富，近1GHz頻譜資源可獲取，其中5GHz頻段在2017年有望超過(guò)500MHz頻譜發(fā)放。通過(guò)零散頻譜聚合、寬頻以及網(wǎng)絡(luò )協(xié)同技術(shù)，實(shí)現Licensed+Unlicensed頻譜融合，提升運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )的客戶(hù)體驗。

• 空口控制、承載分離及協(xié)同技術(shù)支撐用戶(hù)無(wú)邊界體驗

站 點(diǎn)的增加是提升無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )容量的重要手段，為了滿(mǎn)足2018年20倍以上無(wú)線(xiàn)流量的增加，小站及AAU等射頻拉遠模塊將密集部署在各個(gè)熱點(diǎn)區域。站點(diǎn)密集部 署，無(wú)線(xiàn)小區半徑越來(lái)越小，將導致小區間干擾增加、小區邊緣容量下降，同時(shí)還帶來(lái)移動(dòng)性指標惡化，降低用戶(hù)感受。無(wú)邊界用戶(hù)體驗目標將促進(jìn)空口控制和承載 分離、協(xié)同技術(shù)的快速發(fā)展。

• 網(wǎng)絡(luò )運維自動(dòng)化，應對海量小站和海量數據帶來(lái)的運維復雜化

移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)數十年快速發(fā)展，很多 運營(yíng)商同時(shí)運營(yíng)GSM/CDMA/UMTS/LTE等多個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，多頻譜、多制式混合組網(wǎng)將是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程；另一方面，空口數據量的不斷增長(cháng)和海量小 站的應用，導致網(wǎng)絡(luò )規模越來(lái)越來(lái)龐大、網(wǎng)絡(luò )運維異常復雜。因此，網(wǎng)絡(luò )運維自動(dòng)化是未來(lái)MBB網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的要求之一。

• 能量精準投放構建綠色節能網(wǎng)絡(luò )

當前的能量投放是粗放式的，基站用戶(hù)信號從基站天線(xiàn)輸出到終端天線(xiàn)接收，99.9%以上的能量在空間損耗了。為了降低無(wú)線(xiàn)信號在空間的傳播損耗，未來(lái)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將是一個(gè)信號能量精準投放的綠色網(wǎng)絡(luò )，波束成形、高階MIMO等技術(shù)將得到廣泛應用。

2、移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展對基站天線(xiàn)產(chǎn)業(yè)的影響

2.1、移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展對基站天線(xiàn)發(fā)展的影響

移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，MBB網(wǎng)絡(luò )結構的變化，引領(lǐng)基站天線(xiàn)技術(shù)也不斷革新，主要表現在以下幾個(gè)方面：

• 頻譜資源多樣化，站點(diǎn)資源不足，多頻超寬頻應用勢不可擋

MBB 網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)推動(dòng)運營(yíng)商部署多頻段、多制式并存的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )，無(wú)線(xiàn)接入設備要求能夠支持多頻多制式應用以及演進(jìn)，多頻天線(xiàn)應用毋庸置疑。在天線(xiàn)建設中，天線(xiàn) 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，部署多頻天線(xiàn)可以避免天線(xiàn)重復安裝和鐵塔改造，減少樓頂租金和天線(xiàn)后續維護 費用。以中國移動(dòng)為例，既有GSM的900MHz、1800MHz，也有TD-SCDMA的2010MHz~2025MHz的A頻段，還有 TDDLTE中使用的1880MHz～1900MHz的F頻段和2600MHz的D頻段，如果采用單頻天線(xiàn)，一個(gè)站點(diǎn)需要部署多面天線(xiàn)，增加建站成本的 同時(shí)，也有可能因天面空間不足導致建站困難，而多頻天線(xiàn)則能很好的解決這些問(wèn)題。

同樣，隨著(zhù)軟件定義網(wǎng)絡(luò )、超寬頻射頻模塊、零散載波聚合等技術(shù)的發(fā)展，天線(xiàn)超寬頻技術(shù)也不斷向前發(fā)展。

選擇多頻超寬頻天線(xiàn)，提前具備未來(lái)演進(jìn)能力，對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，可以提前進(jìn)行站點(diǎn)資源的儲備，節省二次部署的成本，避免新增網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)化對已有網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生影響，加 快LTE商用部署。以可應用于中國電信的四頻天線(xiàn)（790-960/1710-2690/1710-2170/2490-2690MHz）為例，支持 CDMA800M/FDDLTE1.8G/TDDLTE2.6G同時(shí)部署，還具備未來(lái)支持FDDLTE2.1G的能力。

• 容量需求與日劇增，天線(xiàn)向MIMO化、有源化和智能化發(fā)展

隨著(zhù)MBB時(shí)代網(wǎng)絡(luò )性能關(guān)鍵點(diǎn)由滿(mǎn)足語(yǔ)音覆蓋演變?yōu)闈M(mǎn)足高容量數據需求，天線(xiàn)關(guān)注點(diǎn)由覆蓋向容量轉移，聚焦整網(wǎng)性能，天線(xiàn)廠(chǎng)家需要圍繞整網(wǎng)性能設計天線(xiàn)，提升整體信噪比（SINR）、降低小區間干擾。

MIMO（Multi-inputMulti-output， 多入多出技術(shù)）是提升系統容量的重要方式，隨著(zhù)MIMO在MBB網(wǎng)絡(luò )中被廣泛采用，天線(xiàn)支持MIMO是網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的基本要求。

有源天線(xiàn)系統AAU(ActiveAntennaUnit)是繼RFU、RRU之后衍生出的一種新的射頻模塊形態(tài)。RRU的功能上移，與天線(xiàn)的功能合 并，最終通過(guò)射頻多通道技術(shù)對天線(xiàn)垂直方向陣子陣列和水平方向陣子陣列進(jìn)行控制，靈活的控制天線(xiàn)在垂直和水平方向的波束，通過(guò)不同波束賦形的方式可以達到 改善無(wú)線(xiàn)信號的覆蓋質(zhì)量提升網(wǎng)絡(luò )容量的目的。

如果天線(xiàn)更“智能”一點(diǎn)，當基站與某一用戶(hù)通信時(shí)，天線(xiàn)就自動(dòng)調節，把“能量束”直接瞄準該用 戶(hù)，一方面該用戶(hù)獲得的信號強度會(huì )比較高，另一方面不該被“打擾”的用戶(hù)也不會(huì )被干擾，這樣的結果顯然是最為完美的，智能天線(xiàn)由此而產(chǎn)生。智能天線(xiàn)現在一 般有兩種技術(shù)方式：波束切換天線(xiàn)和自適應陣列天線(xiàn)。波束切換方式的天線(xiàn)，一般由多個(gè)窄波束天線(xiàn)夠成，每個(gè)窄波束天線(xiàn)由于角度小，所以通常增益很大，覆蓋距 離較遠，多在室外場(chǎng)景使用，比如TDDLTE系統的一些基站就部署了這種智能天線(xiàn)。自適應陣列天線(xiàn)由多個(gè)天線(xiàn)形成陣列，在工作時(shí)，通過(guò)不同天線(xiàn)的組合工 作，形成不同的天線(xiàn)波瓣，實(shí)現多種方向、角度、增益都不相同的“虛擬天線(xiàn)”，以適應不同工作環(huán)境，不同用戶(hù)的位置，以及避免不必要的干擾。

• 物業(yè)準入難，天線(xiàn)向不斷降低部署難度方向發(fā)展

隨著(zhù)站點(diǎn)數大規模增加，站點(diǎn)資源越來(lái)越難獲取，運營(yíng)商對基站設備選址、簡(jiǎn)化施工安裝提出了苛刻的要求。在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )性能、覆蓋要求的情況下，天線(xiàn)的尺寸越小、重量越輕，則天線(xiàn)部署的難度越低，能有效避免視覺(jué)污染。

另外，普通市民對電磁輻射越來(lái)越敏感，在當前移動(dòng)基站的建設過(guò)程中一個(gè)較為突出的問(wèn)題在于站點(diǎn)或天線(xiàn)安裝過(guò)程中受到業(yè)主的阻擾而導致站點(diǎn)無(wú)法實(shí)施，即便以前 站點(diǎn)建設好了也容易被逼遷，但站點(diǎn)遷走后移動(dòng)用戶(hù)因為信號差又頻頻投訴，選址建站對運營(yíng)商來(lái)說(shuō)是一件很頭疼的事情。在這種情況下，需要對基站天線(xiàn)進(jìn)行必要 的偽裝，實(shí)現天饋系統和周?chē)h(huán)境的協(xié)調統一，即采用美化天線(xiàn)。根據不同環(huán)境，天線(xiàn)可以做成美化樹(shù)隱蔽在樹(shù)叢中，也可將外罩表面處理成不同的顏色和紋理，比 如仿瓷磚、廣告、仿大理石紋理等等；對于有天線(xiàn)特殊要求的站點(diǎn)，還可以根據現場(chǎng)的實(shí)際情況，提供和現場(chǎng)融合度非常好的個(gè)性化解決方案。美化天線(xiàn)降低了市民 對移動(dòng)通信基站建設、天線(xiàn)安裝的心理抵觸情緒，從而降低天線(xiàn)部署的難度。

• 網(wǎng)絡(luò )維護日益復雜，對天線(xiàn)的可維護性提出要求

網(wǎng)絡(luò )規模越來(lái)越來(lái)龐大、網(wǎng)絡(luò )運維異常復雜，SON（Self-organizingNetwork，自組織網(wǎng)絡(luò )）解決方案的引入以及綜合網(wǎng)絡(luò )運維成本降低的要求，使得天線(xiàn)遠程維護成為MBB網(wǎng)絡(luò )的必然選擇。天線(xiàn)遠程維護包括遠程電調、智能權值管理等特性。

遠程電調天線(xiàn)可以通過(guò)在網(wǎng)管中心遠程操作來(lái)控制遠程電調單元(RCU)工作，從而調整天線(xiàn)的波束下傾角。傳統遠程電調天線(xiàn)由于安裝困難、維護效率低、可靠性 差等問(wèn)題，逐漸向即插即用電調天線(xiàn)演進(jìn)。即插即用電調，即通過(guò)將電調元件內置，盡可能減少遠程電調所需的外置電調元件和線(xiàn)纜數量安裝，同時(shí)免天線(xiàn)校準、免 配置數據加載，從而提高天線(xiàn)安裝和運維效率，提升可靠性，降低運營(yíng)商運維成本。

TDDLTE天線(xiàn)權值設置需要人工現場(chǎng)配置，效率低，工作量大，且難以保證權值配置的準確性，實(shí)現權值智能管理成為運營(yíng)商的訴求。權值智能管理是將天線(xiàn)的權值信息存儲在天線(xiàn)內部，站點(diǎn)開(kāi)通后基站設備自動(dòng)從天線(xiàn)讀取權值、配置權值，實(shí)現天線(xiàn)權值的自動(dòng)管理。

天線(xiàn)水平方向角遠程調整、與基站協(xié)同自動(dòng)檢測覆蓋空洞上報預警等特性，也是天線(xiàn)可維護性提升的研究課題。

2.2、基站天線(xiàn)的發(fā)展方向總結

移動(dòng)運營(yíng)商建網(wǎng)選址困難、公眾對視覺(jué)污染和電磁污染的重視、MBB飛速發(fā)展催生基站的數量和密度、5G技術(shù)的探索……基站天線(xiàn)隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展也不斷向前發(fā)展：

• 多頻化和寬帶化

基站天線(xiàn)向多頻化、超寬頻演進(jìn)，充分利用站點(diǎn)資源，簡(jiǎn)化站點(diǎn)安裝、減少物業(yè)協(xié)調難度，減少綜合投資。

• 輕薄化

天線(xiàn)向輕薄化發(fā)展，保證天線(xiàn)性能的同時(shí)增加頻段不增加尺寸，從而降低物業(yè)準入難度，避免因風(fēng)阻變大導致鐵塔抱桿改造帶來(lái)的成本投入，加速LTE網(wǎng)絡(luò )部署。

• 美化

針對不同場(chǎng)景，對移動(dòng)天線(xiàn)做不同的偽裝，力求實(shí)現天饋系統和周?chē)h(huán)境的協(xié)調統一，同時(shí)考慮偽裝材料對天線(xiàn)的覆蓋性能不造成大的影響。這樣既可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )建設的要求，又能與周?chē)h(huán)境協(xié)調，達到兩全其美的目的。

• MIMO化

隨 著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，支持高階MIMO和靈活配置MIMO將是天線(xiàn)的基本特性。4x4MIMO天線(xiàn)已經(jīng)廣泛應用，高階MIMO天線(xiàn)技術(shù)也將隨著(zhù)未來(lái) MBB業(yè)務(wù)的發(fā)展而應用。另外，在天線(xiàn)一次部署到位的訴求下，考慮到未來(lái)網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)，天線(xiàn)也需要支持不同的天線(xiàn)端口間靈活的MIMO配置。

• 有源化

采用收發(fā)分離和數字化有源天線(xiàn)AAU，可對波束進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并適應更加靈活的無(wú)線(xiàn)資源管理，提高通信基站的性能，更有效的利用頻譜資源，實(shí)現了提高流量，降低成本，節能減排的要求。

• 智能化

智能天線(xiàn)技術(shù)利用各個(gè)移動(dòng)用戶(hù)間信號空間特征的差異，通過(guò)陣列天線(xiàn)技術(shù)在同一信道上接收和發(fā)射多個(gè)移動(dòng)用戶(hù)信號而不發(fā)生相互干擾，使無(wú)線(xiàn)電頻譜的利用和信號的傳輸更為有效。在不增加系統復雜度的情況下，使用智能天線(xiàn)可滿(mǎn)足服務(wù)質(zhì)量和擴展網(wǎng)絡(luò )容量的需要。

智能天線(xiàn)與系統算法結合得非常緊密，而對于系統及天線(xiàn)的算法在某種程度上超出了傳統的天線(xiàn)設計的范疇，是硬件與軟件的交叉研究領(lǐng)域，這對于天線(xiàn)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)將是一個(gè)很大的挑戰。

• 遠程可維護

遠程電調是天線(xiàn)可維護性提升的前奏，天線(xiàn)水平方位角遠程控制、RAE技術(shù)、與基站協(xié)同覆蓋空洞檢測預警等等各種各樣的可維護特性將被研究、發(fā)展及應用，最終提升站點(diǎn)運維效率，降低運營(yíng)商運維成本。

• 高質(zhì)量與長(cháng)期可靠性

面向數據，容量的高質(zhì)量天線(xiàn)是整個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )性能的重要保障之一。2G時(shí)代，語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主，語(yǔ)音屬于低速率業(yè)務(wù)特點(diǎn)。語(yǔ)音業(yè)務(wù)在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )空口的編碼調制方式， 主流是具備良好糾錯能力的低速率編碼調制方式，如QPSK/BPSK。此類(lèi)低速率調制方式具備良好的無(wú)線(xiàn)空口抗擾能力，因此對無(wú)線(xiàn)空口信道質(zhì)量要求低一 些。在4G時(shí)代，數據業(yè)務(wù)為主，無(wú)線(xiàn)空口QAM調制等成為提供高速業(yè)務(wù)的主流調制方式。此類(lèi)調制方式對無(wú)線(xiàn)空口的信道質(zhì)量有更高的要求，無(wú)線(xiàn)空口的信道質(zhì) 量對數據業(yè)務(wù)流量有巨大的影響。好的無(wú)線(xiàn)空口信道質(zhì)量，與存在嚴重干擾的無(wú)線(xiàn)空口，數據業(yè)務(wù)流量差異N倍。同時(shí)，長(cháng)期可靠的無(wú)線(xiàn)空口質(zhì)量成為必須品。由 此，在4G時(shí)代，天線(xiàn)類(lèi)對無(wú)線(xiàn)空口質(zhì)量有嚴重影響的設備，其高質(zhì)量以及長(cháng)期可靠性，有更高的要求。此類(lèi)設備在網(wǎng)絡(luò )中的地位相比以前時(shí)代更加重要。

• 迎接5G：3D-MIMO、波束智能賦型

5G 技術(shù)重要的研究方向之一，基站天線(xiàn)技術(shù)將經(jīng)歷從無(wú)源到有源、從二維(2D)到三維(3D)、從高階MIMO到大規模陣列的發(fā)展，有望實(shí)現頻譜效率提升數十 倍甚至更高。未來(lái)，有源天線(xiàn)陣列引入，基站側可支持的協(xié)作天線(xiàn)數量將達到128根；2D天線(xiàn)陣列拓展成為3D天線(xiàn)陣列，形成新穎的3D-MIMO技術(shù)， 支持多用戶(hù)波束智能賦型，減少用戶(hù)間干擾，結合高頻段毫米波技術(shù)，將進(jìn)一步改善無(wú)線(xiàn)信號覆蓋性能。

更高的頻段、3D-MIMO、波束智能賦型等5G元素將推動(dòng)基站天線(xiàn)技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展。