5G时代的基站天线发展趋势

移动电信公司在平衡移动蜂窝语音，移动宽带和OTT视频服务的各种需求方面，在财务，运营和后勤方面均面临困难。移动运营商成功的秘诀是管理，甚至“乘”其客户使用的容量。随着我们坚定地迈向5G时代，电信公司天线资产的部署和管理将不仅成为覆盖范围的重要组成部分，而且还将成为其网络内容量的重要组成部分。

截至2020年4月，GSA报告称，在41个国家/地区的73家运营商已推出其商用5G服务。ABI Research预计，从移动运营商到最终用户的5G迁移将加速。预计5G用户将从2020年的约2亿增长到2025年的30亿，复合年增长率为56%。到2025年，移动网络上承载的流量总量将增长到2025年的4,150艾字节，其中58%可能来自5G。

压力安装在电池位置

宏和屋顶蜂窝站点是移动电信网络的主体。尽管安装通常具有实质性，但天线杆顶部的天线安装数量受到限制。现在，每10个单元站点中就有6个属于塔管理公司，每个站点有两个，三个或什至四个电信公司租户。

此外，不仅将天线固定在天线杆或基站现场天线平台上。工程师经常需要安装双工器(用于减少电缆总数，从而减少塔架的后续重量)，塔顶安装的放大器(有助于增强天线的发射和接收信号)以及远程无线电头(这样可以减少由于电缆较长而产生的同轴馈线损耗)。因此，移动运营商需要考虑将独立天线整合为单个天线单元，以支持各种现有的2G(900 MHz)，3G(1.8 GHz)，4G(2.6 GHz)和5G(3.5 GHz)频带。此外，这些多频带天线需要将主瓣和旁瓣的覆盖范围保持在预定的尺寸内，以减少对位于小区现场的其他扇区或运营商的干扰。

多进多出

4G的LTE和5G都依赖于正交频分复用(OFDM)调制。OFDM的使用可能会对多径干扰敏感，因此在基站收发器(BTS)的发送和接收侧均采用分集操作。

最初的LTE部署依赖于发射器和接收器上的两个天线(2×2配置)。为了提高数据吞吐量，天线工程师增加了天线数量。为了提供千兆位数据速率，这要求结合载波聚合部署4×4 MIMO天线和256-QAM。在2020年，越来越多的LTE 8×8 MIMO天线(受3GPP Release 10支持)。在3GPP版本11中，天线功能的性质从无源/固定变为有源/自适应。MIMO能够支持垂直平面的自适应，以确保在高层住宅和商业建筑(FD-MIMO)中获得更好的覆盖。

在3GPP版本13中，LTE-A Pro最多支持64个天线，以及多用户MIMO(MU-MIMO)。MU-MIMO的添加使来自接入点的流可以同时分发到多个设备。MIMO日益复杂的结果之一就是支持传输所需的功耗。64T64R MIMO集成有源天线需要800瓦以上的功率。运营商将需要仔细管理最先进的蜂窝基站架构的电源需求。

使用FDD和TDD为5G做准备

在管理其FDD / TDD覆盖范围时，移动运营商面临着频谱和小区站点极点安装的复杂挑战。如果运营商仅运营FDD网络，则他们很可能需要在3 GHz以下的频段上支持4×4 MIMO 。

对于同时部署FDD和TDD的5G服务的电信公司，无源天线可能需要针对3 GHz以下频段和C频段(3.5 GHz)集成4T4R。最终的挑战将是在运营商已部署多扇区(即 4个甚至最多9个扇区)的密集城市地区，在5G时代可能会迁移到大规模MIMO。通过将低于3 GHz的天线元件整合为一个较小的尺寸，这可以释放空间，将大型MIMO天线阵列与“混合”天线解决方案放置在同一天线单元中，甚至安置在同一天线单元中。

大规模MIMO，多功能天线解决方案

具有高增益功能的大规模MIMO天线可以帮助增加与可能正在观看视频或在线玩游戏的最终用户的链路预算。虽然高阶大规模MIMO天线(即 64T64R或32T32R)可以部署在人口稠密的城市地区，但低阶大规模MIMO天线可以作为8T8R或16T16R配置部署在半城市甚至农村地区。这些较低阶的MIMO部署实际上可以最大程度地扩大覆盖范围，以实现最小的蜂窝站点部署。

尽管大型MIMO天线比无源天线要贵得多，但由于蜂窝站点覆盖范围优化以及运营成本管理，它们确实可以收回成本。根据ABI Research的报告，运营商已报告了更大的优化和更多的宏BTS部署，减少了CAPEX和OPEX，以及利用波束成形来改善覆盖范围和传输。

移动电信公司需要一系列天线解决方案

厂商已经开始通过开发一系列互补的天线解决方案来解决这些小区基站天线的复杂性。对于各种仅FDD，FDD / TDD组合以及多扇区/ MIMO天线部署方案，移动运营商需要一系列解决方案，例如：

并排使用低于3 GHz的全频带4T4R多合一天线设计，以最小化天线轮廓。

一个灵活的天线平台， 可以支持FDD 4T4R或TDD 8T8R天线中的所有频谱选项，它们可以在2.3 GHz至3.8 GHz范围内进行发送/接收(由于密集城市环境需要这些天线，因此必须保持在2 m以下)。

可以在1.8 GHz至2.6 GHz之间工作的超宽带天线，可以支持1.8 GHz，2.1 GHz和2.6 GHz 4T4R，或者集成了具有高频段4T4R 3扇区的低频段2T4R，可实现“全频段一个”配置，以及

具有单个天线外壳的有源5G AAU和无源2G / 3G / 4G天线。欧洲等市场要求在支持6 GHz以下频段(即 2G，3G，4G和5G)的同时，将总高度限制在2米以内。

天线供应商承受不了停顿

在移动电信公司的心目中，支持适当的频段和有竞争力的价格点确实很重要，但是移动运营商不断向移动天线供应商施加压力，要求其在多个方面进行创新：

用于5G的增强型高频段覆盖范围，这要求大幅提高天线增益以提供广泛的覆盖范围

适用于5G多频带和多通道应用的更高输出功率

实施新的天线材料和设计以减轻天线重量，以方便安装

缓解和减少无源互调(PIM)

迁移到多层交错设计，以大幅减少FDD / TDD融合天线设计的尺寸

实施无错误的布线解决方案，以减少单元现场的错误布线

5G狂潮已经结束。移动电信RAN部门正在逐步升级其网络以支持5G。从2G到4G，再到现在的5G，几代人的成熟周期一直在加速。5G可能在3年内超过5亿用户;4G花了5年时间才达到这一里程碑。由于运营商不仅需要支持900 MHz，1.8 GHz和2.3 GHz，而且还可能需要支持700 MHz和3.5 GHz频段* ，现场工程师将需要具有成本竞争力的紧凑型，高性能天线解决方案来满足期望他们的客户-消费者和企业。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！