5G各類(lèi)場(chǎng)景的天線(xiàn)覆蓋解決方案

摘要：

5G Massive MIMO 天線(xiàn)技術(shù)具有更高的無(wú)線(xiàn)吞吐量和抗干擾能力，64TR/32TR被看作是5G Massive MIMO天線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)配置。試驗(yàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)證明5G基站系統(tǒng)通道數(shù)的增加并未提升單用戶(hù)的感知，其作用主要是增加多用戶(hù)的接入容量，但同時(shí)也增加了建網(wǎng)投資成本。天線(xiàn)設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、體積大、造價(jià)高等缺點(diǎn)限制了其在某些場(chǎng)景使用的可行性。研究了各類(lèi)典型場(chǎng)景下5G天線(xiàn)的解決方案，使其既發(fā)揮5G波束賦形天線(xiàn)的優(yōu)勢(shì)又適應(yīng)各種應(yīng)用場(chǎng)景的需求，在覆蓋和容量上達(dá)到最佳的性?xún)r(jià)比。

前 言

根據(jù)通信市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)研判，真正基于5G技術(shù)的高階物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的出現(xiàn)還需要很長(zhǎng)一段時(shí)間，4G/5G將長(zhǎng)期共存，協(xié)同發(fā)展?；?G/5G網(wǎng)絡(luò)將長(zhǎng)期共存的組網(wǎng)策略來(lái)分析天面架構(gòu)的演進(jìn)，業(yè)界提出了所有非5G網(wǎng)絡(luò)的天線(xiàn)將高度集成為1副一體化高階多系統(tǒng)共用天線(xiàn)，所有服務(wù)于5G網(wǎng)絡(luò)的天線(xiàn)將高度集成為1副天線(xiàn)，各占一個(gè)天面空間，從而形成極簡(jiǎn)天面架構(gòu)的解決方案。5G Massive MIMO 天線(xiàn)技術(shù)具有更高的無(wú)線(xiàn)吞吐量和抗干擾能力，是5G的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展，發(fā)現(xiàn)5G基站系統(tǒng)通道數(shù)的增加并未提升單用戶(hù)的感知，其作用主要是增加多用戶(hù)的接入容量，但同時(shí)也增加了建網(wǎng)投資成本。在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，如室外密集熱點(diǎn)場(chǎng)景、廣域覆蓋場(chǎng)景、室內(nèi)分布場(chǎng)景、交通干線(xiàn)和隧道場(chǎng)景，它們?cè)诟采w和容量上的需求都是有差異的。64TR/32TR被看作是5G Massive MIMO天線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)配置，但天線(xiàn)設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、體積大、造價(jià)高等缺點(diǎn)限制了其在某些場(chǎng)景方面的使用可行性，所以很有必要針對(duì)各類(lèi)細(xì)分場(chǎng)景研究4G/5G網(wǎng)絡(luò)共存的天線(xiàn)解決方案。

01

基于場(chǎng)景的5G網(wǎng)絡(luò)需求分析

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在不同的應(yīng)用場(chǎng)景，其業(yè)務(wù)特點(diǎn)有所不同，主要分為室外密集熱點(diǎn)場(chǎng)景、廣域覆蓋場(chǎng)景、室內(nèi)分布場(chǎng)景、交通干線(xiàn)和隧道場(chǎng)景等。

1.1 室外密集熱點(diǎn)場(chǎng)景

室外密集熱點(diǎn)城區(qū)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量要求都較高，在密集的城區(qū)場(chǎng)景，部分上下行鏈路存在遮擋以及基站穿透能力有限，室內(nèi)或室外部分區(qū)域出現(xiàn)了弱覆蓋或覆蓋盲區(qū)，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，需要單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)盲，即為深度覆蓋。業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)速率、數(shù)據(jù)流量需求大，特別是中心商用街區(qū)、人流量密集的廣場(chǎng)及重要交通樞紐區(qū)等區(qū)域，存在30%的區(qū)域消耗70%流量的現(xiàn)象，也是5G網(wǎng)絡(luò)部署的重點(diǎn)區(qū)域，這類(lèi)場(chǎng)景的5G基站站距小，設(shè)備密集，宜選用抗干擾能力強(qiáng)、支持MU-MIMO及波束賦形的天線(xiàn)，提高整個(gè)小區(qū)的吞吐量和容量。

1.2 廣域覆蓋場(chǎng)景

廣域覆蓋和連續(xù)覆蓋是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的最基本要求，需要同時(shí)兼顧用戶(hù)的移動(dòng)性和業(yè)務(wù)服務(wù)的連續(xù)性。

對(duì)于城區(qū)和發(fā)達(dá)省份的城郊結(jié)合區(qū)域，人流量密集、住宅小區(qū)、機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位等較多，日常數(shù)據(jù)流量開(kāi)銷(xiāo)較大，但負(fù)荷量不高，業(yè)務(wù)調(diào)度的頻次也不高。實(shí)際覆蓋時(shí)不需要在垂直方向進(jìn)行波束的數(shù)字掃描，常規(guī)的波束電下傾調(diào)整就可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求。這類(lèi)場(chǎng)景宜選用性?xún)r(jià)比高的寬波束天線(xiàn)，在滿(mǎn)足廣域覆蓋和連續(xù)覆蓋的基礎(chǔ)上，還能兼顧一定的容量覆蓋。

針對(duì)農(nóng)村、郊區(qū)等區(qū)域，用戶(hù)相對(duì)較少，相應(yīng)的數(shù)據(jù)流量需求也較低，只需滿(mǎn)足5G網(wǎng)絡(luò)的最基本需求即可。這類(lèi)場(chǎng)景宜選用體積、重量與4G天線(xiàn)相當(dāng)?shù)奶炀€(xiàn)，且不需要對(duì)桿塔進(jìn)行升級(jí)。

1.3 室內(nèi)分布場(chǎng)景

一般的建筑物內(nèi)部間隔多，阻擋大，深度覆蓋需求主要靠天線(xiàn)分布系統(tǒng)解決。室內(nèi)場(chǎng)所人流固定，熱點(diǎn)區(qū)域日常數(shù)據(jù)流量開(kāi)銷(xiāo)較大，負(fù)荷較高。室內(nèi)覆蓋具有天線(xiàn)功率小、天線(xiàn)體積小、容量靈活等需求。數(shù)字化室分系統(tǒng)能夠較好滿(mǎn)足5G室內(nèi)覆蓋的需求。容量方面，目前數(shù)字化室分只支持4TR，會(huì)損失部分波束賦形的特性，單用戶(hù)速率體驗(yàn)受小區(qū)用戶(hù)數(shù)影響較大。

1.4 交通干線(xiàn)和隧道場(chǎng)景

交通干線(xiàn)和隧道場(chǎng)景是典型的線(xiàn)覆蓋，盡可能增加天線(xiàn)的覆蓋距離和天線(xiàn)增益，保證線(xiàn)覆蓋的連續(xù)性。典型的線(xiàn)覆蓋通常使用窄波束天線(xiàn)來(lái)增強(qiáng)主瓣方向的天線(xiàn)增益，但容易出現(xiàn)塔下黑的現(xiàn)象，水平方向上會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)覆蓋。在線(xiàn)覆蓋的場(chǎng)景中，天線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)采用多波束天線(xiàn)，讓波束在水平方向上具有賦形功能，能夠兼顧遠(yuǎn)點(diǎn)和近點(diǎn)的連續(xù)覆蓋。

1.5 其他場(chǎng)景

在某些場(chǎng)景，用戶(hù)對(duì)于環(huán)境和諧度要求高，或者業(yè)主對(duì)電磁敏感， 需要特殊的美化天線(xiàn)或小型基站解決方案，如住宅小區(qū)和商業(yè)街區(qū)，對(duì)深度覆蓋與數(shù)據(jù)流量需求較高，分布面積廣。這種場(chǎng)景，單個(gè)基站的大規(guī)模波束賦形也難以解決深度覆蓋問(wèn)題，需要分布廣泛、小型美化的天線(xiàn)方案。

02

主宏站場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案

2.1覆蓋與速率測(cè)試

主宏站場(chǎng)景包括密集城區(qū)、一般城區(qū)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的覆蓋場(chǎng)景。聯(lián)通集團(tuán)對(duì)64T&32T高樓覆蓋進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下。

密集城區(qū)測(cè)試見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 密集城區(qū)64T&32T高樓覆蓋SSB-RSRP增益

圖2 密集城區(qū)64T&32T高樓覆蓋下行速率增益

普通城區(qū)測(cè)試見(jiàn)圖3和圖4。

圖3普通城區(qū)64T&32T高樓覆蓋SSB-RSRP增益

圖4 普通城區(qū)64T&32T高樓覆蓋下行速率增益

郊區(qū)測(cè)試見(jiàn)圖5和圖6。

圖5 郊區(qū)64T&32T高樓覆蓋SSB-RSRP增益

圖6 普通城區(qū)64T&32T高樓覆蓋下行速率增益

測(cè)試結(jié)果表明，64T在密集城區(qū)的覆蓋和下行速率增益更明顯，64T下行覆蓋增益為4 dB, 下行速率增益平均為40%。而在普通城區(qū)或郊區(qū)，天線(xiàn)通道數(shù)的增加并沒(méi)有獲得明顯的覆蓋和下行速率增益。

2.2上下行容量仿真

主宏站場(chǎng)景包括密集城區(qū)、一般城區(qū)以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的覆蓋場(chǎng)景。聯(lián)通集團(tuán)對(duì)64T&32T進(jìn)行以上場(chǎng)景的容量仿真對(duì)比， 仿真結(jié)果見(jiàn)圖7和圖8。

圖7 64T&32T高樓覆蓋下行容量增益對(duì)比

圖8 64T&32T高樓覆蓋上行容量增益對(duì)比

仿真結(jié)果表明，64T密集城區(qū)容量增益更明顯，64T下行容量為32T的1.2~1.6倍，上行為1.1~1.2倍。而在普通城區(qū)或郊區(qū)，天線(xiàn)通道數(shù)的增加并沒(méi)有獲得明顯的上下行容量增益。

2.3主宏站場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案

基于以上分析，綜合考慮覆蓋與容量及天線(xiàn)投資的性?xún)r(jià)比，在密集城區(qū)，5G天線(xiàn)宜采用64T/32T為主的Massive MIMO 3D賦形天線(xiàn)。在普通城區(qū)，5G天線(xiàn)宜采用16T為主的多波束天線(xiàn)。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)郊區(qū)，5G可使用8T為主的普通天線(xiàn)。主宏站場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案見(jiàn)圖9。

圖9 主宏站場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案示意圖

a）64T/32T 3D賦形天線(xiàn)。在密集城區(qū)，5G天線(xiàn)宜采用64T/32T為主的Massive MIMO 3D賦形天線(xiàn)。Massive MIMO作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，其關(guān)鍵技術(shù)在于MU-MIMO技術(shù)和3D-MIMO技術(shù)。MU-MIMO即多用戶(hù)MIMO，網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)用戶(hù)可以在同一時(shí)頻資源上利用Massive MIMO提供的空分通道與基站同時(shí)進(jìn)行通信，在不需要增加基站密度和帶寬的條件下大幅度提高頻譜效率。3D-MIMO技術(shù)是基于多陣列的波束賦形，波束賦形技術(shù)通過(guò)對(duì)各個(gè)天線(xiàn)陣元的信號(hào)作加權(quán)組合，進(jìn)而改變天線(xiàn)陣列的權(quán)值，使波束形狀和方向隨之改變，讓能量較小的波束集中在一塊小型區(qū)域，可以賦形不同指向的不同增益的窄波束，這些窄波束可以根據(jù)需要在垂直和水平方向進(jìn)行掃描，具備三維立體的覆蓋能力。同時(shí)，還可以根據(jù)業(yè)務(wù)調(diào)度的需要匹配相應(yīng)的波束，實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)內(nèi)不同終端的靈活跟蹤，且具備超強(qiáng)的抗干擾能力。一方面3D-MIMO波束具有更高的增益、更窄的波束寬度，并根據(jù)實(shí)際的需求指向任意的垂直和水平方向；另一方面，3D-MIMO波束可以同時(shí)存在并形成MU-MIMO波束，完成全空域覆蓋。波束賦形技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅需要更多的天線(xiàn)陣子，同時(shí)也需要天線(xiàn)由過(guò)去的射頻處理單元同天線(xiàn)陣子相分離的無(wú)源向融合后的有源天線(xiàn)轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)天線(xiàn)陣子相位和功率的自適應(yīng)調(diào)整。缺點(diǎn)是算法復(fù)雜，大規(guī)模的天線(xiàn)陣列增加天線(xiàn)的體積和重量，天線(xiàn)造價(jià)昂貴。優(yōu)點(diǎn)是3D波束賦形技術(shù)在提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的同時(shí)可以抑制干擾，提升小區(qū)邊緣用戶(hù)的體驗(yàn)，并能容納更多的用戶(hù)，提高小區(qū)的無(wú)線(xiàn)吞吐量和容量。

b）16T/8T水平多波束天線(xiàn)。在普通城區(qū)，5G天線(xiàn)宜采用16T為主的多波束天線(xiàn)。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)郊區(qū)，5G可使用8T為主的普通天線(xiàn)。如前所述，廣域覆蓋時(shí)不需要在垂直方向進(jìn)行波束的數(shù)字掃描，常規(guī)的波束電下傾調(diào)整就可以滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求，但為發(fā)揮MIMO天線(xiàn)的作用，可以在水平方向做成多波束天線(xiàn)，在滿(mǎn)足廣域覆蓋和連續(xù)覆蓋的基礎(chǔ)上，還能兼顧一定的容量。多波束天線(xiàn)也是利用多個(gè)天線(xiàn)陣列，將水平寬波束天線(xiàn)分裂成多個(gè)窄波束天線(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)空間分集。水平多波束天線(xiàn)相比3D的賦形天線(xiàn)，其算法相對(duì)簡(jiǎn)單，陣元數(shù)量減少，從而減小天線(xiàn)的體積和成本。

03

室分場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案

3.1 典型數(shù)字化室分系統(tǒng)

典型的室分場(chǎng)景包括政企寫(xiě)字樓、購(gòu)物中心、賓館酒店、醫(yī)院等。一般建筑物內(nèi)部間隔多，阻擋大，深度覆蓋需求主要靠天線(xiàn)分布系統(tǒng)解決。傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)（DAS）難以滿(mǎn)足5G時(shí)代3.5 GHz以上的高頻和Massive MIMO等要求，在工程實(shí)施、故障檢測(cè)難和業(yè)務(wù)單一等方面的不足持續(xù)凸顯。相比傳統(tǒng)的DAS方案，數(shù)字化室內(nèi)分布方案將逐漸成為主流。

傳統(tǒng)的無(wú)源天線(xiàn)分布系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)MIMO，于是集成了傳統(tǒng)RRU+天線(xiàn)的新型數(shù)字化室分在5G時(shí)代將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。室內(nèi)覆蓋具有天線(xiàn)功率小、天線(xiàn)體積小、覆蓋距離小，信號(hào)分布均勻和容量靈活調(diào)整等需求，數(shù)字化室分系統(tǒng)能夠較好地滿(mǎn)足5G室內(nèi)覆蓋的需求，但數(shù)字化室分系統(tǒng)天線(xiàn)仍是以全向天線(xiàn)為主以達(dá)到一定空間的全面覆蓋，因此會(huì)損失波束賦形的特性，并且體積和功耗也受到限制，天線(xiàn)通道數(shù)目前只能做到4～6個(gè)TR。

以華為的5G數(shù)字化室分為例，其組成示意圖見(jiàn)圖10

圖10數(shù)字化室分示意圖

RHUB為射頻遠(yuǎn)端CPRI數(shù)據(jù)匯聚單元，其主要功能包括：

a）RHUB配合BBU、DCU以及pRRU使用，用于支持室內(nèi)覆蓋。

b）接收BBU/DCU發(fā)送的下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給各pRRU，并將多個(gè)pRRU的上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給BBU/DCU。

c）內(nèi)置DC供電電路，向pRRU供電。

d）支持通過(guò)光纖鏈接pRRU組網(wǎng)方式。

pRRU為射頻拉遠(yuǎn)單元，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)處理功能，其主要功能包括：

a）將基帶信號(hào)調(diào)制到發(fā)射頻段，經(jīng)濾波放大后，通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射。

b）從天線(xiàn)接收射頻信號(hào)，經(jīng)濾波放大后，將射頻信號(hào)下變頻，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送給BBU進(jìn)行處理。

c） 通過(guò)光纖/網(wǎng)線(xiàn)傳輸CPRI數(shù)據(jù)。

d） 支持內(nèi)置天線(xiàn)（4T4R）。

e） 支持通過(guò)PoE/DC供電。

f）支持多頻多模靈活配置。

3.2大型場(chǎng)館立體方波賦形天線(xiàn)

大型場(chǎng)館作為特殊的室內(nèi)覆蓋，具有空間大、人員密集、用戶(hù)集中，業(yè)務(wù)需求量極大的特點(diǎn)。為了保證場(chǎng)館內(nèi)的容量需求，傳統(tǒng)使用壁掛板狀天線(xiàn)+小區(qū)分裂的方案來(lái)解決覆蓋，但是小區(qū)分裂對(duì)同頻組網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重鄰區(qū)干擾，影響用戶(hù)體驗(yàn)。借鑒宏站場(chǎng)景的賦形天線(xiàn)思路，針對(duì)大型場(chǎng)館的室內(nèi)覆蓋，可采用特殊的賦形天線(xiàn)，控制波束的輻射范圍，以達(dá)到精準(zhǔn)覆蓋和分區(qū)切割的效果。

立體方波賦形天線(xiàn)具有優(yōu)異的波束收斂與旁瓣抑制能力，使得覆蓋范圍以外迅速衰減，邊界清晰，有效避免越區(qū)干擾與弱覆蓋。

表1 立體方波賦形天線(xiàn)與其他天線(xiàn)波束增益與波寬對(duì)比

立體方波賦形天線(xiàn)波束寬度合理收窄，更利于密集場(chǎng)景下多小區(qū)分割，實(shí)現(xiàn)容量提升?；谛旁垂β首銐虼?，根據(jù)天線(xiàn)波束寬度及三角函數(shù)推算出天線(xiàn)覆蓋范圍。

表2 立體方波賦形天線(xiàn)與其他天線(xiàn)覆蓋范圍對(duì)比

04

高鐵場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案

4.1傳統(tǒng)33°與65°高增益天線(xiàn)

相比傳統(tǒng)高鐵信號(hào)覆蓋，5G髙鐵覆蓋面臨更大難題，一方面5G特色業(yè)務(wù)要求更高的網(wǎng)絡(luò)性能，另一方面，5G更高的頻率，高鐵更快的速度會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的信號(hào)衰減和畸變，影響用戶(hù)體驗(yàn)。傳統(tǒng)線(xiàn)覆蓋使用33°水平窄波束天線(xiàn)或65°水平寬波束高增益天線(xiàn)，都容易出現(xiàn)塔下黑的現(xiàn)象，水平方向上會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)覆蓋。

4.2 5G 8TR波束賦形天線(xiàn)

5G高鐵天線(xiàn)可考慮波束賦形，5G技術(shù)支持波束時(shí)分掃描。波束時(shí)分掃描可以有效地提高覆蓋范圍， 即增加了等效的波束寬度。基于波束時(shí)分掃描原理，針對(duì)高鐵應(yīng)用場(chǎng)景可以在水平和垂直方向賦形，以彌補(bǔ)零陷帶來(lái)的覆蓋空洞，可彌補(bǔ)塔下黑的問(wèn)題。

5G 高鐵賦形天線(xiàn)由4列天線(xiàn)振子組成， 在水平有８?jìng)€(gè)通道， 可實(shí)現(xiàn)±30°的掃描范圍。由于天線(xiàn)振子數(shù)的增加， 天線(xiàn)增益相比Ｆ頻段有3 dB 的增益， 配合MIMO功能， 可以彌補(bǔ)Ｄ頻段信號(hào)衰減大帶來(lái)的影響。

按照三維模型，獲取水平８通道天線(xiàn)合成波束在高鐵線(xiàn)路不同距離上對(duì)應(yīng)的增益值， 與傳統(tǒng)33°天線(xiàn)相比，水平零點(diǎn)被填充，覆蓋效果有明顯的提升。

圖11 水平8TR時(shí)分覆蓋方案與傳統(tǒng)高鐵天線(xiàn)在高鐵線(xiàn)路不同距離下的增益值對(duì)比

05

隧道場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案

5.1 新型漏纜

高鐵、地鐵隧道內(nèi)空間狹小且封閉，多徑反射嚴(yán)重，傳統(tǒng)13/8漏纜不支持3 GHz以上的頻段，新型支持3.5G的5/4漏纜百米損耗接近10 dB，當(dāng)隧道區(qū)間超過(guò)500 m，漏纜不滿(mǎn)足高鐵站距500 m的要求。

表3漏纜百米損耗

表4 漏纜覆蓋地鐵隧道下行鏈路預(yù)算

根據(jù)隧道場(chǎng)景的下行鏈路預(yù)算，使用5/4漏纜覆蓋地鐵，單邊有效覆蓋距離為300 m左右，普通站距的地鐵平均時(shí)速是35~40 km，通過(guò)隧道內(nèi)增加設(shè)備斷點(diǎn)，5/4漏纜可解決地鐵隧道的5G覆蓋。高鐵平均時(shí)速是250～350 km，高鐵隧道的設(shè)備區(qū)間平均為500 m，在高鐵隧道的區(qū)間內(nèi)不能增加設(shè)備斷點(diǎn)，所以根據(jù)5/4漏纜的覆蓋能力，依然不能完全解決高鐵隧道的5G覆蓋。

5.2 5G高增益貼壁天線(xiàn)

5G高增益貼壁天線(xiàn)可作為高鐵、地鐵隧道的覆蓋解決方案。由于隧道空間狹窄封閉，該天線(xiàn)可設(shè)計(jì)為水平/垂直30°的窄波束天線(xiàn)，天線(xiàn)增益可達(dá)14 dB+，支持5G 4TR接入，保證網(wǎng)絡(luò)容量。天線(xiàn)可貼壁安裝，更低風(fēng)載荷，安全可靠，整體建設(shè)成本費(fèi)用遠(yuǎn)低于漏纜方案。

在江蘇宜興公路隧道進(jìn)行了試點(diǎn)，試點(diǎn)采用3.5G 4TR貼壁天線(xiàn)，信源采用8TR（100W RRU）設(shè)備，在滿(mǎn)足安全性安裝的基礎(chǔ)上進(jìn)行隧道覆蓋，分別在行車(chē)狀態(tài)和步行狀態(tài)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的上下行速率。試點(diǎn)結(jié)果表明：實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道貫穿覆蓋，覆蓋距離達(dá)到800 m以上。隧道內(nèi)人行道步測(cè)得的最大下行速率為488 Mbit/s，最大上行速率為90 Mbit/s，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足相關(guān)要求。

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其他特殊場(chǎng)景5G天線(xiàn)解決方案

在住宅小區(qū)和商業(yè)街區(qū)這種要求環(huán)境和諧高、對(duì)電磁輻射敏感的場(chǎng)景，基站選址會(huì)變得困難，而且單個(gè)基站的大規(guī)模波束賦形也難以解決深度覆蓋問(wèn)題。對(duì)于這種特殊場(chǎng)景，建議選用小型化、具有隱蔽外觀的5G美化天線(xiàn)進(jìn)行覆蓋。

6.1 新型樓宇美化天線(xiàn)

對(duì)于住宅小區(qū)與工業(yè)園區(qū)，對(duì)深度覆蓋和數(shù)量流量需求都很大，既要求天線(xiàn)分布式部署，又要多通道天線(xiàn)來(lái)提高用戶(hù)的空口速率，現(xiàn)有室外覆蓋多采用射燈天線(xiàn)、普通板狀天線(xiàn)等樓間對(duì)打方案，但由于性能不佳，弱覆蓋影響用戶(hù)體驗(yàn)，成為投訴熱點(diǎn)。5G需要天線(xiàn)廠家研發(fā)小型化、隱蔽外觀的美化天線(xiàn)。

以京信公司研發(fā)的以下新型美化天線(xiàn)為例，可在女兒墻壁掛安裝，安裝便捷。天線(xiàn)垂直波寬65°，垂直傾角可調(diào)±30°，支持4+4端口，可作為在64T 宏站主場(chǎng)景選址困難的情況下4G/5G融合天線(xiàn)的選型。

圖12 新型樓宇天線(xiàn)波束寬度

某小區(qū)采用傳統(tǒng)射燈天線(xiàn)的覆蓋方案，試點(diǎn)天線(xiàn)由第16棟(共18層)對(duì)打覆蓋到18棟(共34層)，樓間距40 m。試驗(yàn)結(jié)果表明，該款新型天線(xiàn)比傳統(tǒng)射燈天線(xiàn)覆蓋區(qū)域RSRP值平均增強(qiáng)5.5 dB；下載速率平均約提升6.9 Mbit/s，上傳速率平均約提升0.97 Mbit/s，可作為住宅小區(qū)或工業(yè)園區(qū)分布式室外天線(xiàn)的選型。

6.2 5G小基站

5G時(shí)代的到來(lái)以及4K、8K、VR／AR等應(yīng)用逐步商用落地，用戶(hù)流量需求仍將保持高速增長(zhǎng)，用戶(hù)對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和傳輸能力的需求不斷提升。4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的后期，在宏站選址困難或某些業(yè)務(wù)熱點(diǎn)的地方，運(yùn)營(yíng)商已大量部署燈桿、監(jiān)控桿掛裝的一體化小基站。同時(shí)，5G時(shí)代室內(nèi)移動(dòng)寬帶的需求越來(lái)越大，傳統(tǒng)室分無(wú)法支撐5G時(shí)代室內(nèi)覆蓋的需求和挑戰(zhàn)，數(shù)字化室內(nèi)分布方案將逐漸成為主流，并成為面向5G小基站演進(jìn)重要技術(shù)途徑，小基站的重要性進(jìn)一步凸顯。小基站可以有多種產(chǎn)品形式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、擴(kuò)容方便、易于部署，5G時(shí)代，改進(jìn)版的小基站可以進(jìn)一步增加天線(xiàn)通道數(shù)以滿(mǎn)足5G用戶(hù)的空口速率，滿(mǎn)足深度覆蓋與業(yè)務(wù)熱點(diǎn)擴(kuò)容的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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結(jié)論

64TR/32TR被看作是5G Massive MIMO天線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)配置，但天線(xiàn)設(shè)計(jì)復(fù)雜度高、體積大、造價(jià)高等缺點(diǎn)限制了在其某些場(chǎng)景方面的使用可行性?；趯?duì)各類(lèi)細(xì)分場(chǎng)景覆蓋與業(yè)務(wù)需求的分析，建議不同場(chǎng)景采用不同的天線(xiàn)覆蓋解決方案。

綜合考慮覆蓋與容量及天線(xiàn)投資的性?xún)r(jià)比，在密集城區(qū)，5G天線(xiàn)宜采用64T/32T為主的Massive MIMO 3D賦形天線(xiàn)。在普通城區(qū)，5G天線(xiàn)宜采用16T為主的多波束天線(xiàn)。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)郊區(qū)，5G可使用8T為主的普通天線(xiàn)。典型的室分場(chǎng)景宜采用4G/5G融合數(shù)字化室分系統(tǒng)覆蓋，大型室內(nèi)場(chǎng)館使用特殊的方波賦形天線(xiàn)減少小區(qū)間干擾。高鐵線(xiàn)覆蓋建議使用8TR的波束賦形天線(xiàn)，波束掃描能有效解決水平0點(diǎn)覆蓋空洞，也能兼顧水平增益。漏纜不能滿(mǎn)足500 m隧道區(qū)間覆蓋距離的情況下，可采用窄波速高增益貼壁天線(xiàn)解決方案。對(duì)其他特殊場(chǎng)景，小型化的美化天線(xiàn)以及小基站具有廣闊的應(yīng)用前景。

審核編輯 ：李倩