從ABI報(bào)告淺析天線選型的不同電調(diào)方案

2014年2月，業(yè)界知名咨詢(xún)公司ABI Research發(fā)布了一份題為“LTE天線設(shè)計(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響”的報(bào)告。ABI在報(bào)告中指出，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)在全球的規(guī)模部署，天線選型對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率、站點(diǎn)資源使用率、能源消耗和管理效率等的影響也漸漸受到重視。不良的天線電調(diào)配置將降低天線本身的可靠性，并帶來(lái)一系列的工程誤差和覆蓋偏差，從而直接影響終端用戶(hù)體驗(yàn)。

本文針對(duì)ABI報(bào)告中提及的四種電調(diào)方案進(jìn)行解析對(duì)比，為運(yùn)營(yíng)商天線選型提供參考。

天線部署完成后，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的要求經(jīng)常需要調(diào)整下傾角，目前常規(guī)的天線下傾角調(diào)整方式有三種：

機(jī)械調(diào)整固定電下傾角（Fixed Electrical Down Tilt）：天線安裝完成后，下傾角即固定。如果需要調(diào)整下傾角，只能通過(guò)機(jī)械調(diào)整天線安裝支架來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要爬塔施工，操作復(fù)雜。同時(shí)，如果下傾角調(diào)整過(guò)大，天線方向圖會(huì)發(fā)生變形而影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)整。此外，在網(wǎng)絡(luò)調(diào)整中，必須先將基站系統(tǒng)停機(jī)，從而導(dǎo)致無(wú)法實(shí)時(shí)獲知調(diào)整結(jié)果。對(duì)于雙頻以上天線，亦無(wú)法做到各個(gè)頻段獨(dú)立調(diào)整下傾角。

手動(dòng)調(diào)整下傾角（Manual Tilt）：通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)下傾角調(diào)整，屬于電調(diào)的一種。由于電調(diào)的原理是通過(guò)改變天線振子的相位，來(lái)改變垂直分量和水平分量的幅值大小來(lái)實(shí)現(xiàn)天線垂直下傾角調(diào)整，改變下傾角后天線方向圖變形不大。另外，電調(diào)天線允許系統(tǒng)在不停機(jī)的情況下對(duì)垂直方向性圖下傾角進(jìn)行調(diào)整，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)整的效果；并且可以做到各個(gè)頻段獨(dú)立下傾角調(diào)整。但是手動(dòng)調(diào)整也需要爬塔操作，而且由于手動(dòng)調(diào)節(jié)的誤差比較大，調(diào)整精度有限。

遠(yuǎn)程電調(diào)（Remote Electrical Tilt）：在手動(dòng)電調(diào)的基礎(chǔ)上安裝了RCU（Remote Control Unit，遠(yuǎn)程控制單元），可通過(guò)在網(wǎng)管中心遠(yuǎn)程操作改變天線陣列賦形來(lái)實(shí)現(xiàn)電下傾角調(diào)整，無(wú)需爬塔。由于采用電機(jī)控制，避免了手工誤差，精度可達(dá)0.1°。

隨著移動(dòng)寬帶的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)GSM/UMTS/CDMA/LTE等多種制式并存的形態(tài)，天線端口越來(lái)越多，端蓋的安裝空間卻越來(lái)越受限。一般場(chǎng)景下，一個(gè)站點(diǎn)通常需要外掛多個(gè)電調(diào)元件，導(dǎo)致連接點(diǎn)增多，使安裝以及電纜連接越來(lái)越困難，并容易出現(xiàn)電調(diào)信息配置錯(cuò)誤，使安裝效率和可靠性也大大降低。此外，電調(diào)元件長(zhǎng)期置于外部環(huán)境下也容易受到侵蝕而降低可靠性。以一個(gè)典型的西歐運(yùn)營(yíng)商為例，其網(wǎng)絡(luò)基站數(shù)量大概是10,000到30,000個(gè)，這個(gè)數(shù)字在未來(lái)五年還會(huì)不斷增長(zhǎng)。在五年內(nèi)，由站點(diǎn)增多而引發(fā)的級(jí)聯(lián)線纜連接錯(cuò)誤和安裝時(shí)電調(diào)信息配置誤差，不僅會(huì)導(dǎo)致小區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能下降，而且導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商的OPEX（維護(hù)費(fèi)用和人工成本等）大幅上升。

從以上對(duì)于下傾角的對(duì)比分析可以看出，在可操作性、運(yùn)維效率、調(diào)整的精確性和網(wǎng)絡(luò)可靠性等方面，遠(yuǎn)程電調(diào)對(duì)于機(jī)械調(diào)整和手動(dòng)調(diào)整的優(yōu)勢(shì)都相當(dāng)明顯。但是在多頻多模網(wǎng)絡(luò)下，遠(yuǎn)程電調(diào)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商降低OPEX和提升用戶(hù)體驗(yàn)，同樣存在很大的局限性。

ABI報(bào)告中還提到了一種最新的電調(diào)方案：內(nèi)置電調(diào)，即通過(guò)將電調(diào)元件內(nèi)置，盡可能減少遠(yuǎn)程電調(diào)所需的外置電調(diào)元件和連接線纜數(shù)量，避免電調(diào)信息配置誤差，提升天線安裝效率和運(yùn)維效率，提升可靠性，降低OPEX。

目前全球市場(chǎng)上已廣泛使用的EasyRET即插即用電調(diào)解決方案，即是ABI報(bào)告中所提的內(nèi)置電調(diào)方案。EasyRET方案集成了傳統(tǒng)遠(yuǎn)程電調(diào)天線的電調(diào)外置元件，最大程度減少天線外部的跳線和接頭數(shù)量，并可做到電調(diào)信息自動(dòng)配置，真正做到只需連接一根AISG電纜即可完成天線產(chǎn)品的安裝，減少饋線連接錯(cuò)誤和人工配置錯(cuò)誤帶來(lái)的損耗，大幅提升天線安裝效率和可靠性。