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智能天线研发“三管齐下”

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解决好智能天线的工程化问题,将是保障TD-SCDMA顺利商用的重要一环。目前业界正在就智能天线的小型化、美化以及电调智能天线的开发做出努力。

智能天线技术包含相互独立的多列辐射元(目前主要为8、6、4列)。在TD-SCDMA网络建设即将进入规模组网的关键时刻,不但要考虑产品指标的实现和优化,而且要考虑在工程上的实际应用,解决诸如美观、抗风、安全等诸多产品应用中的细节因素,保证TD-SCDMA网络的顺利建设。

其一,在技术方面,业内积极推动TD-SCDMA智能天线行业标准的制定。在TD-SCDMA网络建设之初就建立一个统一的技术规范和要求,将给网络的后期管理、优化和维护带来很大的便利。2004年,智能天线行业标准的起草工作就已经发起。在两年多时间里,运营商、主流核心设备商及主流天线厂家等,进行了深入的论证,达成广泛接受的共识,对规范行业健康发展起到了非常积极的作用。

针对定向智能天线端口隔离度指标对网络的干扰抑制不够及全向智能天线避雷等问题,已经有企业攻克了提高定向智能天线隔离度和全向智能天线避雷一体化设计的难题,并申请了有关发明专利。

其二,在工程应用方面,随着TD-SCDMA网络应用的深入,TD-SCDMA智能天线在今后3~5年内发展的热点和趋势主要有以下三个方面。

第一,减小智能天线的风阻和实现智能天线的小型化,降低其对铁塔和安装抱杆的强度要求。针对TD-SCDMA智能天线尺寸大、风阻大等情况在实际应用中有可能产生问题,可以对智能天线的结构及电气指标进行一体化设计和优化,比如一些厂商开发的低风阻智能天线采用镂空的设计方案,在保证满足智能天线电气指标要求的前提下,有效地降低了风阻,提高了抗风能力,同时降低了对铁塔和安装抱杆的强度要求,美化了天线外观。

在智能天线的小型化方面,智能天线厂商和部分核心设备商紧密合作,共同分析研究TD-SCDMA网络系统性能和智能天线体积之间的平衡问题。目前,市场上已经出现了6列、4列12dB增益小型化智能天线,体积分别只有常规8列15dB增益天线体积的三分之一和四分之一。

第二,开发电调智能天线,方便网络优化和功率调配。对常规型的智能天线而言,均是采用机械调方式,利用天线安装支架的角臂来调节下倾角度。由于天线通常都是安装在通信塔顶或者楼顶上,调节起来费时费力。而将电调技术引入到智能天线产品研发中后,可以直接达到波束下倾的效果,并使天线下倾角调节不仅可以在通信塔现场进行,也可以选择在机房中通过网络远程操作完成。因此,电调智能天线使TD-SCDMA网络优化工作更加快捷和便利。

第三,开发各种隐蔽智能天线,使基站与环境更和谐。目前,在提倡和谐社会的同时,也在提倡和谐环境。TD-SCDMA智能天线产品体积较大,安装上会对城市环境及建筑美观带来影响。因为对电磁辐射的误解和担忧,天线的架设也会引起市民的恐慌,造成了部分市民对基站建设的阻挠。隐蔽智能天线通过美化天线外形,将天线融入周围的环境,在保证信号覆盖的前提下,减少了市民对天线的恐惧心理,同时又不破坏城市建筑的美观。

TD-SCDMA低风阻智能天线、小型化智能天线、电调智能天线、隐蔽智能天线等后续系列化产品,将在第二期TD-SCDMA网络建设中进一步得到广泛应用,成为第二期TD-SCDMA网络建设亮丽的风景线。

专家观点

6阵智能天线将成TD组网主力

苟雷

8阵元天线在2006年以前被业界普遍看好,然而,在2006年的规模试验网中,它存在尺寸较大、对安装站点的天面要求高、工程施工困难、不能充分利用2G系统站址资源、站址协调困难和工程进展缓慢等问题。于是,从2006年4月起,部分设备厂商和天线厂商开始研究采用6阵元天线以及阵元数目更少的4阵元智能天线在组网中的性能。

通过对业内智能天线厂家生产的6/8阵元天线的比较,可以看出6阵元智能天线在尺寸上比8阵元天线有明显的减小,并提高了风荷能力、减少了施工耗时。采用优化算法的6阵元智能天线后,系统的主要性能包括容量和覆盖两方面。

第一,从容量角度看,TD-SCDMA系统每时隙为16个码道,最多支持8个话音用户。6阵元天线和8阵元天线同为码道受限系统。通过仿真可知,6阵元天线每时隙可支持9个话音用户,8阵元天线每时隙可支持11个话音用户,因此,采用6阵元天线与8阵元天线均可满足TD-SCDMA系统的容量要求,在使用中没有差异。

第二,对于覆盖性能而言,由于6阵元天线和8阵元天线相比少了两个阵元,天线赋型增益损失1.25dB。应该说,这1.25dB的损失对密集市区覆盖性能的影响几乎可以忽略,但在郊区和农村则会有比较明显的影响。如果这个问题不解决,则6阵元天线只能在密集市区中采用,就无法在建网中大规模采用。

为了弥补因为阵元数量减少而带来的赋型增益损失,一些设备厂家成功开发出了优化的检测算法并在实际系统中得到有效地采用,从而弥补了赋型增益的损失。

经实际网络中对6/8天线的赋型能力、覆盖能力、容量等指标的测试可知使6阵元天线具有与8阵元天线相当(甚至略优)的覆盖性能。

无论从仿真还是实测,都充分说明了6阵元天线在采用优化算法的前提下,其组网性能与8阵元天线相比,完全没有损失。

采用优化算法后的6阵元天线方案是在"尽可能缩小天线尺寸同时确保网络性能"要求下的可取方案。事实上,目前大部分系统厂商在其新推出的产品或后继将推出的产品方案中,都采取了6阵元智能天线作为室外宏覆盖的标准配置,而TD-SCDMA智能天线的生产厂家,也都已经推出了6阵元智能天线产品。6阵元智能天线将作为TD-SCDMA后续组网中的主力天线,已经成为业内的共识。

作者:卜斌龙    来源:通信世界周刊

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