4G基站天线的发展

一．前言

LTE是基于OFDMA技术、由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD和TDD两种模式用于成对频谱和非成对频谱。TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，时分长期演进），也称LTE-TDD，是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等3GPP组织涵盖的各大企业及运营商，所共同开发的第四代（4G）移动通信技术与标准。LTE标准中的FDD和TDD两个模式实质上是相同的，两个模式间只存在较小的差异。TDD即时分双工(Time Division Duplexing)，是移动通信技术使用的双工技术之一，与FDD品分双工相对应。2010年5月25日，爱立信和瑞典运营商TeliaSonera在斯德哥尔摩启动全球首个LTE商用站点，标志着在实现移动数字高速公路方面迈出了重要一步，2012年12月香港TD-LTE在香港开始商用，标志着我国正式进入4G时代。随后中国移动、中国电信、中国联通等运营商也相继在国内建站，2013年度通宇通讯向包括华为、Ericsson、NSN、等主流设备厂商共提供了10万面TD-LTE系列基站天线，是业界出货量靠前、开发型号最齐全的基站天线供应商。预计在未来几年，在国内国外将有更大规模商用。

二．TD-LTE及FDD LTE规模组网的基站天线解决方案

TD-LTE基站天线延续了3G时代TD-SCDMA的主流设计理念，即8天线技术支持波束赋型。在TD-LTE的未来应用中，F（1880～1920 MHz）及D（2500～2690 MHz）频段将分别作为广覆盖及城区连续覆盖的选用频段，同时还要考虑TD-SCDMA的兼容，以及未来深度覆盖后基站天线倾角调整的需求。TD-LTE基站天线的整体形态，将体现宽带化、电调化以及独立调整的趋势。通宇通讯作为TD-SCDMA基站天线解决方案的领先供应商，应TD-LTE的发展需要，针对六个不同场景推出了一系列的基站天线新型产品；在全球范围内，由于传统3G制式占据了绝大多数份额，作为延续，自然LTE FDD制式的使用会比TD-LTE更加广泛。通宇通讯作为宽频移相器及多端口基站天线开发的领先者，应LTE FDD技术发展的需要，也推出种类繁多的超宽频多端口基站天线。具体见“LTE时代的基站天线解决方案”。

为了满足客户对于外观的特殊要求，通宇通讯同时也提供了相应的美化天线，包括FA频段8通道0-14°电调排气管、集束天线，通宇型号（TYXD-2015DE4T2-PQG330、TTS-2015DE4-B）；FAD频段宽带8通道2-12°电调排气管、方柱、集束天线，通宇型号（TYXD-202616DE4-PQG330 、TYXD-202616DE4-FZ400 、TTS-202616DE4-C-B）；FAD频段宽带内置合路8通道2-12°电调排气管、方柱天线，通宇型号（TYXD-202616DE4-C-PQG330、TYXD- 202616DE4-C-FZ400）；FAD频段8通道2-12°独立电调排气管、方柱天线，通宇型号（TYXD-2015/2616DE4-PQG330、TYXD-2015/2616DE4-FZ400）；FA频段8通道2-12°电调+传统GSM900频段2通道0-15°电调排气管、方柱天线，通宇型号（TYXD-2012DE4/709015DE-PQG330、TYXD-2012DE4/709015DE-FZ400）；FA频段8通道2-12°电调+传统GSM900/1800频段4通道0-15°/0-8°电调排气管、方柱、集束天线，通宇型号（TYXD-2015DE4/9014/1816DE- PQG330、TYXD-2015DE4/9014/1816DE-FZ400、TTS-2015DE4/9015/1817DER-C-B）等等，满足客户各种场景的需求。

三．小基站天线的解决方案

在2G和3G时代，小基站是作为宏站的辅助手段，其主要作用就是完善宏基站的覆盖，无论是角色定位还是市场容量都无法与宏基站相提并论。而这一局面在4G时代来临发生了改变。LTE时代的到来，语音已经成为MBB海量业务应用中一个小特性，据爱立信发布的《流量和市场数据报告》显示，全球移动数据流量将以50%的复合年增长率增长，到2018年年底，数据流量将增加约12倍。而就在不久前召开的“2013年新一代宽带无线移动通信发展论坛”上，工信部电信研究院总工程师余晓晖也表示，未来5年，全球移动数据流量将增长13倍，每个智能手机用户的平均流量将增长7倍，由2012年的600M/月提高到5年后的5GB/月。在数据流量增长的背后，网络结构上由广度覆盖向深度覆盖转变，因此其在深度覆盖、信号强度、传播损耗以及信噪比上都有了更高的要求；伴随着移动互联网以及智能手机的飞速发展，大部分的移动数据业务都是在室内环境下产生的，例如学校、居民区等，并且还在快速增长，在这种情况下，继续采用传统的宏基站覆盖方式显然不合适，会存在覆盖欠佳、吸收话务比例不高等情况；同时，由于基站选址越来越难，传统宏基站施工难度较大、施工期较长且施工成本较高，这些都已经无法满足低成本和快速建网的需要。

而小基站体积小、视觉冲击小，易选址、易部署，可以满足精确覆盖、深度覆盖，提升用户感知；可使用宽带入户，施工方便、快捷，方便安装，大大减少运营商网络建设的各项成本。同时，通过广泛部署小基站，还可以在热点地区对业务量进行有效分流。小基站的这些优点已经使其和宏基站一样，在网络建设中开始扮演不可或缺的重要角色。通宇作为最早研发微蜂小基站天线的厂商，针对小基站的各种需求都有相应的产品。

目前，小基站的应用场景主要有三种：一种是在宏基站覆盖中使用，主要用于增加网络容量和提高网络边缘的速率，一般部署在城市的热点区域，这类场景应用推荐使用2545~2620MHz频段±45°双极化双通道天线（通宇型号TDM-252709-94P1）、1850~1995MHz频段±45°双极化+869~2170 MHZ频段垂直极化son天线（通宇型号TDI-1906DM-SON）、1880～2025/2496～2690MHz双频段±45°双极化天线（通宇型号TDM-182009252709-94P2）；第二种是在宏基站覆盖之外使用，用于补充宏基站覆盖的盲点，如部署在郊区的热点区域，这类场景推荐使用698～960/1710～2700MHz超宽频双频段±45°双极化天线（通宇型号TDJ-609008/172708D-65PT0）该天线有8dB/8dB、8dB/12dB以及12dB/12dB合路等多种选择；第三种就是在室内环境下使用，主要部署在办公场所和家庭，这类场景推荐使用698～960/1710～2700MHz超宽频双频段单和双极化吸顶全向过互调天线（通宇型号TQI-609002/ 172704W和TQI-609003/172704D-SJ）、790～960/1710～2700MHz 双频段单/双极化定向壁挂天线（通宇型号TDI-709007A/172707D-90PT0-C）。

四．总结

本文从4G基站天线发展特点出发，简要描述了LTE系统TDD和FDD两大制式下基站天线的特点，给出通宇通讯在两类不同制式下基站天线选用的推荐型号以及特殊要求的美化类天线推荐型号；简单介绍了小基站天线的特点及发展趋势，给出了不同情景下通宇通讯小基站天线的推荐型号。

作者简介：

赵怀成，毕业于南京理工大学近程高速目标探测技术国防学科重点实验室，获博士学位，现任广东通宇通讯股份有限公司技术专家，主要研究领域是微波毫米波天线设计以及相控阵天线设计。

作者：广东通宇通讯股份有限公司 赵怀成 吴中林 刘木林