从ABI报告浅析天线选型的不同电调方案

2014年2月，业界知名咨询公司ABI Research发布了一份题为“LTE天线设计对网络性能的影响”的报告。ABI在报告中指出，随着LTE网络在全球的规模部署，天线选型对运营商网络的频谱利用率、站点资源使用率、能源消耗和管理效率等的影响也渐渐受到重视。不良的天线电调配置将降低天线本身的可靠性，并带来一系列的工程误差和覆盖偏差，从而直接影响终端用户体验。

本文针对ABI报告中提及的四种电调方案进行解析对比，为运营商天线选型提供参考。

天线部署完成后，因为网络优化的要求经常需要调整下倾角，目前常规的天线下倾角调整方式有三种：

机械调整固定电下倾角（Fixed Electrical Down Tilt）：天线安装完成后，下倾角即固定。如果需要调整下倾角，只能通过机械调整天线安装支架来实现，需要爬塔施工，操作复杂。同时，如果下倾角调整过大，天线方向图会发生变形而影响网络覆盖，无法实现精细调整。此外，在网络调整中，必须先将基站系统停机，从而导致无法实时获知调整结果。对于双频以上天线，亦无法做到各个频段独立调整下倾角。

手动调整下倾角（Manual Tilt）：通过手动调节来实现下倾角调整，属于电调的一种。由于电调的原理是通过改变天线振子的相位，来改变垂直分量和水平分量的幅值大小来实现天线垂直下倾角调整，改变下倾角后天线方向图变形不大。另外，电调天线允许系统在不停机的情况下对垂直方向性图下倾角进行调整，可以实时监测调整的效果；并且可以做到各个频段独立下倾角调整。但是手动调整也需要爬塔操作，而且由于手动调节的误差比较大，调整精度有限。

远程电调（Remote Electrical Tilt）：在手动电调的基础上安装了RCU（Remote Control Unit，远程控制单元），可通过在网管中心远程操作改变天线阵列赋形来实现电下倾角调整，无需爬塔。由于采用电机控制，避免了手工误差，精度可达0.1°。

随着移动宽带的快速发展，网络呈现GSM/UMTS/CDMA/LTE等多种制式并存的形态，天线端口越来越多，端盖的安装空间却越来越受限。一般场景下，一个站点通常需要外挂多个电调元件，导致连接点增多，使安装以及电缆连接越来越困难，并容易出现电调信息配置错误，使安装效率和可靠性也大大降低。此外，电调元件长期置于外部环境下也容易受到侵蚀而降低可靠性。以一个典型的西欧运营商为例，其网络基站数量大概是10,000到30,000个，这个数字在未来五年还会不断增长。在五年内，由站点增多而引发的级联线缆连接错误和安装时电调信息配置误差，不仅会导致小区网络覆盖性能下降，而且导致运营商的OPEX（维护费用和人工成本等）大幅上升。

从以上对于下倾角的对比分析可以看出，在可操作性、运维效率、调整的精确性和网络可靠性等方面，远程电调对于机械调整和手动调整的优势都相当明显。但是在多频多模网络下，远程电调对于运营商降低OPEX和提升用户体验，同样存在很大的局限性。

ABI报告中还提到了一种最新的电调方案：内置电调，即通过将电调元件内置，尽可能减少远程电调所需的外置电调元件和连接线缆数量，避免电调信息配置误差，提升天线安装效率和运维效率，提升可靠性，降低OPEX。

目前全球市场上已广泛使用的EasyRET即插即用电调解决方案，即是ABI报告中所提的内置电调方案。EasyRET方案集成了传统远程电调天线的电调外置元件，最大程度减少天线外部的跳线和接头数量，并可做到电调信息自动配置，真正做到只需连接一根AISG电缆即可完成天线产品的安装，减少馈线连接错误和人工配置错误带来的损耗，大幅提升天线安装效率和可靠性。