5G規(guī)模部署一年，天線產(chǎn)業(yè)又有了哪些新進展？

　　日前，由中國通信學會主辦，天線系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟承辦的“2020 5G通信與天線產(chǎn)業(yè)技術(shù)報告會”在北京召開。會上，包括中國工程院院士、天線系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主席、天線與射頻技術(shù)委員會名譽主席段寶巖，國家信息中心電子政務(wù)中心處長劉增明，三大運營商專家，華為、京信等天線產(chǎn)業(yè)鏈廠商，以及院校專家紛紛就5G時代豐富場景下的天線需求、解決方案以及未來天線技術(shù)的演進進行了分析和探討。

　　今年，5G發(fā)展如火如荼。工信部最新數(shù)據(jù)顯示，截至今年10月，我國已累計開通5G基站超過70萬個，終端連接數(shù)超過1.8億個。取得這一成績，除了來自“新基建”政策的推動，還有整個通信產(chǎn)業(yè)鏈的支撐。作為移動通信的關(guān)鍵一環(huán)，天線承擔著網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重任，可以說天線是5G新基建的重要組成部分，也是無可替代的部分。

　　中國工程院院士段寶巖指出，天線技術(shù)的發(fā)展仍有很大的空間，當前天線正向著小型化、輕量化、多頻化、集成化、智能化的方向發(fā)展。與此同時，除了現(xiàn)階段談的較多的地面基站天線外，還有面向未來的空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的天線?！耙虼诵枰鞣叫纬珊狭?，推進并引領(lǐng)天線技術(shù)向前發(fā)展，助力我國通信事業(yè)發(fā)展，天線系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立的初衷也是如此?！?/p>

　　運營商悉數(shù)登場，共話5G天線需求

　　5G作為“新基建”的排頭兵，以其大帶寬、低時延、大連接的特性，從一開始就被賦予了構(gòu)建萬物互聯(lián)的歷史使命，從而加速全社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進程，助力我國數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。國家信息中心電子政務(wù)中心處長劉增明表示，“新基建”將成為構(gòu)建數(shù)字化生態(tài)的堅實“底座”，為數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展增添動力，從而促進產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)同，有力支撐產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化和產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化。

　　中國移動研究院高級專家劉亮從標準化的角度，對3GPP R16演進關(guān)鍵技術(shù)進行了解讀，并對R17進行了展望。劉亮表示，R16標準設(shè)計目標基本達成，實現(xiàn)了增強移動帶寬、海量機器類通信、超高可靠低時延通信“能力三角”的夯實和擴展，并在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運維效率。對于R17，需要向能力精細化，業(yè)務(wù)外延化以及網(wǎng)絡(luò)智能化方向發(fā)展。

　　作為5G網(wǎng)絡(luò)的最終建設(shè)方，運營商對當前天線與射頻系統(tǒng)的需求和挑戰(zhàn)最有發(fā)言權(quán)。中國移動設(shè)計院網(wǎng)優(yōu)業(yè)務(wù)部副總經(jīng)理高峰指出，雖然在5G AAU一體化的建設(shè)中，天線的獨立特征有所弱化，但是隨著移動通信向高低頻協(xié)同發(fā)展，即B5G、6G、毫米波等應(yīng)用的展開，天線的作用更加凸顯。就目前而言，天線領(lǐng)域面臨四大挑戰(zhàn)，一是移動通信系統(tǒng)理論體系和天線基礎(chǔ)理論體系的融合發(fā)展；二是天線向小型化、場景化發(fā)展；三是天線有源智能化、平臺化方向發(fā)展；四是天線新材料的工業(yè)化是實現(xiàn)天線技術(shù)革命的催化劑。

　　中國電信研究院AI中心高級專家李艷芬指出，為了滿足5G的不同需求場景以及能力要求，需要引入Massive MIMO這一關(guān)鍵技術(shù)。不過這也帶來了天線波束管理、波束配置，能耗，以高低頻協(xié)同組網(wǎng)等挑戰(zhàn)。因而，基于4G/5G協(xié)同發(fā)展、5G多頻組網(wǎng)、智簡天面架構(gòu)演進趨勢，5G宏站天線應(yīng)向著小型化、多頻化、集成化、智能化方向發(fā)展。此外，5G時代現(xiàn)網(wǎng)為有源天線和無源天線共存，無源設(shè)備主動檢測、診斷并及時定位仍然是關(guān)鍵問題。

　　中國聯(lián)通研究院無線中心三室主任張濤認為，5G網(wǎng)絡(luò)須根據(jù)用戶業(yè)務(wù)覆蓋與速率的需求，協(xié)同高、中、低頻率，形成高效協(xié)同的分層覆蓋，中國聯(lián)通當前重點推動2.1GHz+3.5GHz 5G高低頻協(xié)同覆蓋，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的彈性覆蓋。同時，為了應(yīng)對4G和5G網(wǎng)絡(luò)的長期共存，通過動態(tài)頻率共享（DSS）技術(shù)，提高頻譜利用效率，實現(xiàn)4G/5G系統(tǒng)容量的彈性調(diào)整。另外，面向室內(nèi)應(yīng)用場景，持續(xù)推進5G微站向云化、融合化、開放化方向演進，創(chuàng)新智享上行和室內(nèi)分布式Massive MIMO技術(shù)方案，提升室內(nèi)業(yè)務(wù)能力。具體到天饋系統(tǒng)，應(yīng)朝著定位感知、嵌入式RCU、智能化運維、集束接頭、有源無源一體化、場景化特型天線等方向持續(xù)演進。

　　面向?qū)嶋H落地場景，迎來新挑戰(zhàn)

　　中國移動安徽公司網(wǎng)優(yōu)中心總經(jīng)理田磊基于現(xiàn)網(wǎng)的實踐，展望了5G天線系統(tǒng)的發(fā)展。據(jù)介紹，通過創(chuàng)新建設(shè)方案、精準波束優(yōu)化助力安徽公司網(wǎng)絡(luò)提升。在工程建設(shè)中的應(yīng)用創(chuàng)新包括天饋融合、定義美化罩5G建設(shè)標準，動滑輪方式吊裝試點，刀片式交轉(zhuǎn)直應(yīng)用。同時探究波束賦形優(yōu)化提升駐留和質(zhì)量兩項能力。

　　面向未來的多頻段、多應(yīng)用、多層次組網(wǎng)。工程建設(shè)方面，深度精簡天面應(yīng)用，2.6G以下多頻段天饋合并，降低天面資源使用，當前業(yè)界已有900M/1800M/FA/2.6G頻段天線合入能力，但缺少對于Massive MIMO的合入；挖掘4.9G覆蓋能力提升手段，持續(xù)做厚網(wǎng)絡(luò)，提升用戶感知，不過當前4.9G覆蓋弱于3.5G，業(yè)界暫無解決方案。

　　網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面，需要更大的可調(diào)范圍，支撐“全量遠程優(yōu)化”，降低上站比例，但是電調(diào)范圍有限，各廠家能力存在差異；更窄的波束，結(jié)合跨站聯(lián)合計算，支撐“靈活時隙配比”的應(yīng)用，適應(yīng)不同業(yè)務(wù)需求，但當前，上下行配比不同的小區(qū)間嚴重干擾，影響5G性能；更多的流數(shù)，支撐更大容量需求，當前受限于天線工藝能力，下行最大波束流為16流；基于智能天線，通過權(quán)值的動態(tài)調(diào)整，降低網(wǎng)絡(luò)干擾，雖然R16引入遠端基站干擾管理，但解決方案受限。

　　面向具體的智能鐵路應(yīng)用場景，北京交通大學教授官科介紹，5G-R發(fā)展的目標定位是實現(xiàn)智聯(lián)萬物、賦能萬物、助力鐵路高質(zhì)量發(fā)展。一方面，5G-R的發(fā)展要覆蓋鐵路車、機、工、電、輛、供電等各部門共“三大類61類”業(yè)務(wù)需求；另一方面，5G-R的發(fā)展要覆蓋鐵路沿線、隧道、車站、站場、室內(nèi)、車廂等全部鐵路通信場景；再一方面，5G-R的發(fā)展要支持終端同時進行車地通信、車車通信、物聯(lián)網(wǎng)等全部業(yè)務(wù)鏈接。

　　而對于5G-R設(shè)計核心關(guān)鍵點，要以智能調(diào)度指揮與列車控制為核心，支撐智能建造、智能裝備、智能運營、智慧出行、智慧物流等智能/智慧應(yīng)用。同時還要兼顧與其他通信網(wǎng)絡(luò)的智能協(xié)同，實現(xiàn)全業(yè)務(wù)、全場景、全鏈接的一體化設(shè)計。實現(xiàn)這些核心關(guān)鍵點需要具備三項關(guān)鍵能力，即自動小區(qū)規(guī)劃、精確站址規(guī)劃、容量仿真規(guī)劃；以及一項關(guān)鍵技術(shù)，即高性能射線跟蹤。對于5G-R線性覆蓋場景，官科認為，龍伯透鏡天線具備一定的應(yīng)用潛力。

　　中國移動設(shè)計院高級專家趙培指出，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)底嗓已日漸抬升到較為嚴重的程度，同時天線及無源器件品質(zhì)合格率較低，使得移動通信PIM研發(fā)成為熱點。目前，從學術(shù)界及工業(yè)界來看，我國移動通信領(lǐng)域PIM的研究及實踐已接近全球先進水平（美國、北歐）。5G時代，移動通信領(lǐng)域PlM的測量與診斷，還面臨著儀表小型化、便攜化以及非接觸式測量的挑戰(zhàn)。700M及微波引入后，還會對工藝設(shè)計及測量儀表提出新的挑戰(zhàn)。

　　產(chǎn)學研齊發(fā)聲，推動5G天線成熟

　　面對天線的新需求和未來演進的方向，天線產(chǎn)業(yè)鏈有著怎樣的思考。華為技術(shù)有限公司高級專家何駿濤表示，中頻TDD大帶寬M-MIMO已成業(yè)界共識，構(gòu)筑起連續(xù)大帶寬的體驗。不過中頻TDD面臨天面資源限制，C位被占；人工操作限制，鐵塔承重限制；疊加建網(wǎng)，總能耗提升等挑戰(zhàn)。

　　因此，天線需要向極簡天面，輕量化，高效率發(fā)展。極簡天面方面，華為推出天線1+1 2.0理念，以5G為核心，提供更好的5G性能，業(yè)界首創(chuàng)系列Balde AAU，使能單天面極簡部署。同時通過電磁透明技術(shù)，使能1+1天線面向未來靈活組合。輕量化/高效率方面，探索新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)。

　　面向5.5G，根據(jù)定義的UCBC上行超帶寬、RTBC帶寬實時交互以及HCS通信感知融合三大場景，也對天線提出的新的需求和挑戰(zhàn)。何駿濤強調(diào)，5G時代，將是天線質(zhì)變的開始，出現(xiàn)了Massive MIMO天線，未來5.5G、6G一定會有更多形態(tài)，更高性能的天線出現(xiàn)。

　　京信通信技術(shù)有限公司副總經(jīng)理林學進表示，小型化、輕量化、多頻段、集成化是5G天線技術(shù)的演進方向，而為了滿足鐵塔、站點對天線的體積、重量等要求，小型化是一切技術(shù)的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)之上未來天線主要有三種形態(tài)，即4G/5G融合BSA、AAS、以及A+P一體化融合天線。對于5G天線技術(shù)而言，輻射單元及陣列組陣要向空間復(fù)用、合路復(fù)用、透波及去耦方向持續(xù)演進；傳動及控制系統(tǒng)要向多路傳動系統(tǒng)、工參測量與監(jiān)控技術(shù)等演進；此外還需要引入新材料和新工藝。

　　東南大學教授馬慧鋒從超構(gòu)材料在天線中應(yīng)用的角度，闡述了東南大學在等效媒質(zhì)超材料、人工表面等離激元超材料以及信息超材料在天線中的探索研究和實踐，助力超構(gòu)材料的實際應(yīng)用，滿足場景化需求。

　　移動通信的發(fā)展，除了標準先行之外，測試同樣需要走在前面。中國信息通信研究院西部分院高級專家向羅勇指出，5G采用大規(guī)模陣列天線，如果仍然采用4G天線的測試方法，測試效率極低。為解決幅相配置繁瑣的問題，在測試中采用程控移相系統(tǒng)等設(shè)備，有效的解決了廣播、業(yè)務(wù)波束測試效率低的問題。此外，業(yè)界普遍認為，車聯(lián)網(wǎng)將成為5G的重要應(yīng)用場景，傳統(tǒng)測試汽車天線方式存在明顯缺陷，采用移動通信天線行業(yè)逐漸興起的球面近場測試方式，能夠解決汽車上大多數(shù)天線測試問題。

　　5G已規(guī)模部署一年，回顧這一年，在具體實踐過程中，新業(yè)務(wù)、新網(wǎng)絡(luò)、新技術(shù)，給5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，維護帶來全新的挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)5G的高效、低成本建設(shè)，天線技術(shù)還需要持續(xù)向前演進升級，特別是在場景分類、天面重構(gòu)、資源共享、能源效率等領(lǐng)域，在這一過程中需要產(chǎn)學研用各方通力合作，共同探討技術(shù)方案的可行性。（水易）

　　轉(zhuǎn)自：C114通信網(wǎng)

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