LTE時代的基站天線解決方案

一．前言

在國外，LTE（Long Term Evolution，長期演進(jìn)）是3GPP組織制定的作為UMTS技術(shù)長期演進(jìn)的移動通訊制式，該標(biāo)準(zhǔn)于2004年12月召開的3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項并啟動；自此，LTE FDD技術(shù)在全球范圍內(nèi)逐步得到了發(fā)展及商用。在國內(nèi)，TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，時分長期演進(jìn)）則是由我國獨立自主提出的4G移動通訊制式標(biāo)準(zhǔn)，并分別于2011及2012年度成功進(jìn)行兩次規(guī)模試驗網(wǎng)的測試驗證，預(yù)計不久將來，在國內(nèi)乃至國外將得到大規(guī)模商用。LTE FDD及TD-LTE兩大制式標(biāo)準(zhǔn)都基于OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)，而全球范圍內(nèi)的2G、3G頻譜的擁擠，導(dǎo)致LTE時代無線頻譜的分布非常離散。同時，兩大標(biāo)準(zhǔn)分別支持射頻端的MIMO（多入多出）及Beam-forming（波束賦型）技術(shù)，對基站天線的物理布局及性能指標(biāo)提出了全新的要求。

二．TD-LTE基站天線解決方案

1. TD-LTE基站天線概述

TD-LTE基站天線延續(xù)了3G時代TD-SCDMA的主流設(shè)計理念，即8天線技術(shù)支持波束賦型。在TD-LTE的未來應(yīng)用中，F(xiàn)（1880～1920 MHz）及D（2500～2690 MHz）頻段將分別作為廣覆蓋及城區(qū)連續(xù)覆蓋的選用頻段，同時還要考慮TD-SCDMA的兼容，以及未來深度覆蓋后基站天線傾角調(diào)整的需求。TD-LTE基站天線的整體形態(tài)，將體現(xiàn)寬帶化、電調(diào)化以及獨立調(diào)整的趨勢。通宇通訊作為TD-SCDMA基站天線解決方案的領(lǐng)先供應(yīng)商，應(yīng)TD-LTE的發(fā)展需要，將推出一系列的基站天線新型產(chǎn)品。

2. 不同場景下TD-LTE基站天線選型

根據(jù)現(xiàn)有TD-LTE布站的特點，給出各個場景下基站天線分析及選用型號推薦。

1）場景1－密集城區(qū)F段或D段LTE單獨組網(wǎng)

此類場景一般需要宏站覆蓋，具有高密集話務(wù)量及大數(shù)據(jù)流量特點，覆蓋距離一般要求500m以上，有鄰區(qū)抗干擾需要。該場景可使用常規(guī)增益FAD天線（通宇型號TYDA-202616D4T0/3/6/9）及常規(guī)增益FA天線（通宇型號TYDA-2015D4T0/3/6/9）。在機(jī)械傾角調(diào)整不方便的情況下，可以使用FA電調(diào)天線（通宇型號TYDA-2015DE4，支持0～14度電大下傾）或FAD寬帶電調(diào)天線（通宇型號TYDA-202616DE4，支持2～12度電下傾范圍）。

2）場景2－密集城區(qū)F段LTE組網(wǎng)，兼容TD-SCDMA。

此類場景需求宏站覆蓋，具有高密集話務(wù)量及大數(shù)據(jù)流量的特點，覆蓋距離一般要求500m以上，F(xiàn)/A干擾嚴(yán)重。原有TD-SCDMA和升級后新的TD-LTE，設(shè)備提供商可能不一致。該場景可使用常規(guī)增益FAD天線、常規(guī)增益FA天線、FA電調(diào)天線。在設(shè)備商不一致的情況下，可選用F/A內(nèi)置合路器天線（通宇型號TYDA-1914/2015D4T6-BC）。

3）場景3－密集城區(qū)D段LTE組網(wǎng)，兼容TD-SCDMA

該場景也需要宏站覆蓋，有高密集話務(wù)量及大數(shù)據(jù)流量特點，覆蓋距離通常要求500m以上。而D頻段覆蓋距離比常規(guī)F頻段明顯短，TD-SCDMA及升級后的D頻段TD-LTE設(shè)備商可能不一致。此類場景可使用常規(guī)增益FAD天線，加外置合路器方案，也可以使用內(nèi)置合路器FAD天線（通宇型號TYDA-2015/2616D4T0/3/6/9-BC）。在TD-SCDMA及TD-LTE業(yè)務(wù)量大大提升以后，為滿足兩套不同系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化，需要基站天線下傾角在FA及D段做互不干擾得獨立調(diào)整，這時需要用到FA/D內(nèi)置合路獨立電調(diào)天線（通宇型號TYDA-2015/2616DE4-BC）。

4）場景4－熱點城區(qū)F或D段LTE組網(wǎng)，兼容TD-SCDMA，微站或街道站覆蓋

微站或街道站覆蓋需求是支持高密集數(shù)據(jù)流量，覆蓋距離小，一般為200～300m。推薦使用小型化FAD八天線（通宇型號TYDA-202615D4T0/3/6/9，尺寸 652 * 320 * 105mm）。

還有一類場景，需要支持高密集數(shù)據(jù)流量，覆蓋距離為200m左右或更低，需求場景對天饋及RRU的尺寸非常敏感，宜采用“小型化雙通道RRU+小型化超薄雙通道天線”解決方案，推薦使用小型化超薄型FA天線（通宇型號TDI-182010DM-A，尺寸290*100*15mm）。

5）場景5－宏站小密度F或D段LTE組網(wǎng)，兼容TD-SCDMA

這類場景一般分布在山村、沿�？諘绲�、農(nóng)村或城郊結(jié)合部，其話務(wù)量及數(shù)據(jù)流量相對較小，覆蓋距離1km以上。這類場景推薦使用高增益FAD天線（通宇型號TYDA-202618D4T6）以降低建站成本，F(xiàn)、A及D頻段增益分別支持16、16.5及18dBi，為業(yè)界同類產(chǎn)品中增益最高。同時，為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需要，需要維持高增益FAD天線和常規(guī)增益FAD天線一樣的垂直面波束寬度。

6）場景6－F或D段LTE組網(wǎng)，兼容DCS及TD-SCDMA

此類場景一般需要宏站覆蓋，支持高密集話務(wù)量及數(shù)據(jù)流量，覆蓋距離500m以上，同時也是GSM重要覆蓋區(qū)域。該場景推薦使用寬頻雙通道天線（通宇型號TDJ-172718D-65PT0/3/6/9）及寬頻雙通道電調(diào)天線（通宇型號TDJ-172718DE-65P）。

三．FDD LTE基站天線解決方案

在全球范圍內(nèi)，由于傳統(tǒng)3G制式占據(jù)了絕大多數(shù)份額，作為延續(xù)，自然LTE FDD制式的使用會比TD-LTE更加廣泛。由于傳統(tǒng)的2G、3G服務(wù)仍占主流，其頻譜資源在未來很長一段時間將繼續(xù)沿用，無線頻譜的擁擠，導(dǎo)致LTE FDD制式的頻譜分布在世界范圍內(nèi)比較零散。作為基站天線，應(yīng)對LTE的發(fā)展，首要任務(wù)就是開發(fā)超寬頻（1710～2690MHz）以及超雙寬頻天線（698～960/1710～2690MHz），這樣，全部移動通訊制式包括700MHz、800MHz、900MHz、1800MHz、2.1GHz、2.3GHz、2.5GHz及2.6GHz在內(nèi)全部覆蓋。

LTE FDD的一大技術(shù)特點是采用了MIMO技術(shù)，客觀上要求基站天線支持同頻多個端口；同時，為了應(yīng)對LTE發(fā)展起來后的高密度數(shù)據(jù)流量，多端口備份應(yīng)付未來通訊擴(kuò)容成為上佳之選。另外，海外同區(qū)域多家運營商共站共天饋的現(xiàn)象較為普遍，使得超寬頻多端口基站天線成為LTE FDD解決方案的趨勢。通宇通訊作為寬頻移相器及多端口基站天線開發(fā)的領(lǐng)先者，應(yīng)LTE FDD技術(shù)發(fā)展的需要，將推出種類繁多的超寬頻多端口基站天線。

超寬頻基站天線，雙頻天線為698～960/1710～2690MHz（通宇典型型號TDJ-609015/172717DE-65F），三頻天線應(yīng)不同基站天線寬度需要有肩并肩類1710～2690/698～960/1710～2690MHz（通宇典型型號TTB-609015/172717/172717DE-65F）以及共軸類698～960/1710～2690/1710～2690MHz（通宇典型型號TTB-609017/172717/172717DE-65F），四頻天線有雙頻肩并肩類698～960/1710～2690&698～960/1710～2690MHz（通宇典型型號TDQ-609015/172717DE-65F），五頻天線有一低四高1710～2690/1710～2690/698～960/1710～2690/1710～2690MHz（通宇典型型號TQB-609017/Q172717DE-60F），六頻天線有三頻肩并肩698～960/1710～2690/1710～2690&698～960/1710～2690/1710～2690MHz（通宇典型型號TQB-D609017/Q172717DE-60F）。同時，由于不同覆蓋距離的需要，各類多端口超寬頻天線擁有不同增益檔的系列化產(chǎn)品。

四．總結(jié)

本文從國內(nèi)TD-LTE及國外LTE FDD發(fā)展特點出發(fā)，簡要描述了兩大制式下基站天線的特點，提出兩類LTE制式下基站天線的解決方案，以及通宇通訊在兩類不同制式下基站天線選用的推薦型號。

作者簡介：

丁勇，畢業(yè)于香港城市大學(xué)電子工程系毫米波國家重點實驗室，獲博士學(xué)位，現(xiàn)任廣東通宇通訊股份有限公司技術(shù)專家兼基站天線研發(fā)部副總監(jiān)。他在中國大陸地區(qū)首次提出非完整球面螺旋天線用以解決大俯仰角、低軸比方向圖問題，及在世界上首次提出基于法布里諧振腔原理的平行板天線，他在移動通訊天線與射頻行業(yè)分別主創(chuàng)2項發(fā)明、14項實用新型及13項外觀專利授權(quán)，是2項國家科技重大專項的完成人，獲廣東省科技進(jìn)步獎1項。他在國際頂尖天線學(xué)術(shù)雜志IEEE Trans. on AP上發(fā)表4篇論文，是國際權(quán)威學(xué)術(shù)雜志IET MAP及PIER & JEMWA的審稿人，并多次在國際權(quán)威學(xué)術(shù)會議上宣讀及展示論文。

作者：廣東通宇通訊股份有限公司 丁勇 吳中林 劉木林