中國聯(lián)通天線技術(shù)白皮書

2022年5月1版權(quán)聲明 (二 (二)發(fā)展愿景...............................................................................二、天線技術(shù)及產(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn)........................................................ (一)中國聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對天線的需求.................................. (二)天線技術(shù)及產(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn).................................................1.天面資源受限挑戰(zhàn)...................................................................2.多制式/多系統(tǒng)組網(wǎng)挑戰(zhàn)..........................................................3.智能運維挑戰(zhàn)...........................................................................三、天線技術(shù)發(fā)展趨勢....................................................................... (一)多頻化和寬頻化.................................................................... (二)小型化和輕量化.................................................................... (三)有源和無源一體化................................................................前言 1一、引言 2 (一)天線產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 224455566689 (四)綠色低碳化 111.饋電網(wǎng)絡(luò)插損 12.陣列互耦損耗 123.天線罩穿透損耗 12 (五)運維智能化 13線產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)要求 15 (一)基站天線產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)要求 15 (二)室分天線產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)要求 19五、總結(jié)與展望 221前言編寫組成員(排名不分先后)：王東洋、李福昌、張濤、郭希蕊、范天偉、范斌、魏進武、當(dāng)前電信運營商5G網(wǎng)絡(luò)部署面臨多制式多系統(tǒng)復(fù)雜組網(wǎng)、編寫組成員(排名不分先后)：王東洋、李福昌、張濤、郭希蕊、范天偉、范斌、魏進武、2 (一)天線產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 (二)發(fā)展愿景發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟是把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機遇的戰(zhàn)略業(yè)一流的“高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、感 (二)發(fā)展愿景發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟是把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機遇的戰(zhàn)略業(yè)一流的“高速泛在、天地一體、云網(wǎng)融合、智能敏捷、綠色低碳、移動通信網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)演進和規(guī)模化發(fā)展離不開天線技術(shù)的持續(xù)站址和天面資源受限的重要方案，3移動通信網(wǎng)絡(luò)綠色低碳化發(fā)展的重任。面向6G，移動通信天線還將空、天泛在融合的關(guān)鍵部件之一。4 (一)中國聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對天線的需求3.5G作為容量主力承載，充分發(fā)揮200M/300M大頻寬優(yōu)他區(qū)域熱點按需擴容。900M/800M低頻重耕用于5G基礎(chǔ)覆蓋(兼顧NB-IoT等物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))。2.1G3.5G作為容量主力承載，充分發(fā)揮200M/300M大頻寬優(yōu)他區(qū)域熱點按需擴容。900M/800M低頻重耕用于5G基礎(chǔ)覆蓋(兼顧NB-IoT等物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù))。2.1G定位為高鐵場景覆蓋和室內(nèi)場景覆蓋。G紐、地鐵等以3.5G為主，.1G為主。5G難”已成為移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的最大挑戰(zhàn)。5G采用AAU部署AAU無抱桿安裝、低掛高帶來弱覆蓋、荷載受限無法上塔及部署周基于中國聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò)演進策略、頻譜規(guī)劃及場景化建設(shè)需求，G和MIMO高階化；支持網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，有利于實現(xiàn)天線運維智能化；支持5G“基于場景、按需部署、兼顧全域覆蓋、經(jīng)濟建設(shè)和多樣化產(chǎn)品解決方案。 (二)天線技術(shù)及產(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn)1.天面資源受限挑戰(zhàn)2.多制式/多系統(tǒng)組網(wǎng)挑戰(zhàn)在天面資源受限及2G/3G/4G/5G多系統(tǒng)共存的情況下，天線6藝的引入。3.智能運維挑戰(zhàn)量，如何借助可感知技術(shù)、遠程調(diào)控技術(shù)、3.智能運維挑戰(zhàn)量，如何借助可感知技術(shù)、遠程調(diào)控技術(shù)、AI技術(shù)等對天線工參信之一。 (一)多頻化和寬頻化趨勢，7再加上調(diào)整天線下傾角所需的電調(diào)控制口和為提升多陣列間幅相一圖2單頻天線和多頻天線陣列對比示意圖再加上調(diào)整天線下傾角所需的電調(diào)控制口和為提升多陣列間幅相一圖2單頻天線和多頻天線陣列對比示意圖圖3多端口天線端蓋示意圖8式的頻段區(qū)間進一步拓寬，天線面臨寬頻化的發(fā)展，如低頻從式的頻段區(qū)間進一步拓寬，天線面臨寬頻化的發(fā)展，如低頻從提前進行站點資源的儲備，避免重復(fù)建設(shè)。天線產(chǎn)品寬頻化設(shè)計主要包括輻射單元、移相器的寬頻化設(shè)計， (二)小型化和輕量化難6的難題。采用新型集束接頭替代傳統(tǒng)的L/L9ain型接頭成為新的研圖V集束接頭演進趨勢天線輕量化主要通過新型材料、新型工藝設(shè)計天線的輻射單元、反射板及封裝結(jié)構(gòu)(保護罩)實現(xiàn)天線的減重，并在此基礎(chǔ)上最大化體輕量化的目標。 (三)有源和無源一體化基于MessiveMIMO技術(shù)的g9天線系統(tǒng)架構(gòu)以AAU形態(tài)為主，主要包含三個功能模塊：射頻收發(fā)單元、濾波器和Messive1)直接堆疊將有源天線和無源天線直接通過簡單物理拼接，天線可能過長/高，且迎風(fēng)面無法滿足鐵塔迎風(fēng)面要求(≤0.8m2)。加了合路器損耗，犧牲了天線增益。濾濾波器射頻收發(fā)單元MassiveMIMO天線陣列天線增益。4)高低頻共口徑互耦損耗和天線罩穿透損耗。圖圖6有源和無源一體化集成方案 (四)綠色低碳化中國聯(lián)通將積極引入綠色節(jié)能新技術(shù)，探索低碳建網(wǎng)的新模式，合力打造綠色低碳5G網(wǎng)絡(luò)。天線作為5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的最前端，G網(wǎng)絡(luò)綠色低碳發(fā)展。1.饋電網(wǎng)絡(luò)插損圖輻射性能及隔離度水平。3.天線罩穿透損耗圖輻射性能及隔離度水平。3.天線罩穿透損耗 (五)運維智能化組GNSS(北斗、GPS)、重力加速度感應(yīng)器、陀螺儀感應(yīng)器等，可通過AISG與網(wǎng)管系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，實現(xiàn)工參信息的自動實時回傳、組GNSS(北斗、GPS)、重力加速度感應(yīng)器、陀螺儀感應(yīng)器等，可通過AISG與網(wǎng)管系統(tǒng)進行互聯(lián)互通，實現(xiàn)工參信息的自動實時回傳、后，利用AI技術(shù)對回傳信息和網(wǎng)優(yōu)歷史數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)的分析和計姿態(tài)進行遠程優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)智能化運維管理，節(jié)約網(wǎng)優(yōu)人工成本，。或內(nèi)置于天線罩內(nèi)，工參工參感知模塊AISG線纜AISG線纜(內(nèi)置或外置)AAU嵌入式RCU圖7天線智能化運維管理系統(tǒng)連接示意圖工參感知模塊(外置)場景，對應(yīng)不同的產(chǎn)品解決方案。 (一)基站天線產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)要求精簡”原則，立足共建共享，落實新基建政策。5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型基R一般城區(qū)：根據(jù)不同場景的容量需求選用3.5G32TRAAU或3.5G8TR天線，800/900M4TR天線進行基礎(chǔ)覆蓋；縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)：3.5G8TR天線為主，800/900M4TR高增益R場景可選擇透鏡天線；公路、大橋、海域、農(nóng)村(西部)場景：可選擇透鏡天線。上進行適當(dāng)放寬，其中，TDD天線三階互調(diào)不作考察。考慮到易于超過0.8m2。主要規(guī)格型號及技術(shù)要求如表1所示，其它應(yīng)用于特8不同場景天線選型策略基于5G場景的差異化需求和多系統(tǒng)共存現(xiàn)狀，5G網(wǎng)絡(luò)更加關(guān)注天線的多頻、寬頻、增益、迎風(fēng)面積等特性，對板狀天線、AAU、技術(shù)要求各有不同。1.板狀天線需求及規(guī)劃414.5/16/17.5口4/6/817.5/19816.5低中頻寬波束電調(diào)天線8/10/12端口414.5/164/6/817.5/19寬波束電調(diào)天線12端口414.5/16816.5端口4/6/817.5/19816.5波束電調(diào)天線16端口414.5/164/6/817.5816.52.有緣無緣一體化天線規(guī)劃及需求基于MassiveMIMO的天線系統(tǒng)架構(gòu)的天線形態(tài)包括AAU及高容量場景，A+P天線主要用于城區(qū)單天面場景。該類天線迎風(fēng)面2所示。通道數(shù)(個)頻率范圍(MHz)寬(MHz)率(W)64TR3400~3600200320/240/32TR3400~3600200320/AAU：3400~3600200320/24016.5TRTRAAU：3400~36002170200320/24014.5/16.5AAU：3400~360020032016.5通道數(shù)(個)頻率范圍(MHz)寬(MHz)率(W)TRTRAAU：3400~3600217020032014.5/16.53.透鏡天線規(guī)劃及需求術(shù)要求如表3所示。端口(個)頻率范圍(MHz)增益(dBi)6/8端口單波束/812170/3300~360010-194端口雙波束透鏡天線422170/3300~360013-19端口雙波束透鏡天線822170/3300~360013-19口三波束透鏡天線632170/3300~360013-19端口四波束透鏡天線842170/3300~360013-192170/1710~360013-15/15-2170/1710~360013-15/15-2170/1710~360013-15/15-端口(個)頻率范圍(MHz)增益(dBi)2170/1710~360013-15/15-360013/15/17 (二)室分天線產(chǎn)品規(guī)劃及技術(shù)要求更量需求極高，一般采用多小區(qū)來提升容量，優(yōu)選方波賦形天高價值/口碑樓宇場景：采用3.5G數(shù)字化室分，對于內(nèi)部隔斷較多場景，優(yōu)先采用3.5G數(shù)字化室分(可外接天線型)+中低價值樓宇場景：重耕/新建2.1G無源室內(nèi)分布系統(tǒng)，選系統(tǒng)天線。但部分場景由于波束與樓宇結(jié)構(gòu)的匹配性不好，往往存在弱體結(jié)構(gòu)匹配度更高的射燈天線，如矩形波束射燈天線、垂直20端口數(shù)(個)(dBi) (°)3.5G方波賦形天線4H40V：402G&3.5G方波賦形天線4H40V：403.5G矩形波束射燈天線4H35V：352G/3.5G垂直面大張角射燈天線H35V：603.5G隧道天線4H32V：32內(nèi)全向吸頂天線22.5(H)/3.5(V)/內(nèi)定向壁掛天線27.5面大張角射燈天線等，確保所有樓層的均勻覆蓋以及室內(nèi)覆短。217輻射角全向吸頂天線13.54/度輻射角全向吸頂天線11710-217033.5/天線15622垂直行業(yè)推廣與應(yīng)用5G，跨行業(yè)合作創(chuàng)新與融合，推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)化<成果標題>中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院地址：<成果標題>中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院地址：北京市亦莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)北環(huán)東路1號有擔(dān)當(dāng)中國聯(lián)通研究院是根植于聯(lián)通集團(中國聯(lián)通直屬二級機構(gòu))，服務(wù)于國家戰(zhàn)略、行業(yè)發(fā)展、企業(yè)生產(chǎn)的戰(zhàn)略決策參謀者、技術(shù)發(fā)展引領(lǐng)者、產(chǎn)業(yè)發(fā)展助推者，是原創(chuàng)技術(shù)策