搜索
TD-SCDMA智能天线热点技术移动研究院无线所TD-SCDMA技术交流及企业规范意见征求提纲智能天线技术概述智能天线广播权值赋形技术智能天线单元波束65度技术智能天线一体化及集束技术智能天线在TD-SCDMA中重要作用增强有用信号，降低干扰信号，主要功能如下：业务信道波束赋形，提高接收信号功率，降低同频干扰广播信道提供灵活的广播波束设计提高上行同步信号的检测能力与联合检测结合，提高同频多码道信号的检测性能提供DOA估计功能，可以协助定位和资源分配TD-SCDMA智能天线技术发展(1)全向(2)常规定向(3)镂空型(4)紧凑型(5)双极化(6)常规电调(7)双极化电调(8)一体化(9)宽带化TD发展中的智能天线产品：TD-SCDMA智能天线技术发展宽带化覆盖TDD全频段，为网络升级和演进提供基础同时支持A/B/C频段1880MHz~2400MHz一体化简化工程实施，提升视觉效果电调优化覆盖，降低干扰保证天线电气性能不变传统机械下调倾角可能导致水平面波束畸变双极化解决“招风”“招眼”等问题平衡天线尺寸与性能TD-SCDMA智能天线关键指标广播波束：天线阵列施加特定幅度和相位激励所形成的扇区覆盖方向图业务波束：天线阵列施加特定的幅度和相位激励所形成的，在工作角域内具有任意波束指向扫描，并且具有高增益窄波束的方向图65度广播波束业务0度业务60度蓝色为H面方向图；红色为E面方向图TD-SCDMA智能天线关键指标±60°范围交叉极化比轴向交叉极化鉴别率上旁瓣抑制下旁瓣零点填充波束宽度波束宽度电下倾角度第一副瓣电平第一副瓣电平最大扫描角增益和波束宽度增益和波束宽度广播波束关键指标业务波束关键指标±60°边缘功率下降提纲智能天线技术概述智能天线广播权值赋形技术智能天线65度单元波束技术智能天线一体化及集束技术天线权值问题的来源河北公司在运营中发现由于权值设置不规范导致的网络性能下降问题：部分系统厂家开站时采用默认权值，而未根据实际天线进行权值匹配部分站点天线类型未进行核查，导致普通8天线权值和双极化8天线权值混用上述问题可通过完善权值管理等办法解决，计划部、网络部、研究院完成了全部天线权值验证测试工作同时，权值问题也引发了进一步的技术思考：智能天线是否能够实现任意角度、任意形状的权值赋形要求？系统中天线校准等误差导致的实际权值误差会对赋形产生何种影响？智能天线广播权值赋形具有一定适用范围天线具有根据权值变化波束的能力，但是受限于硬件限制，并不可能实现全部理论波形，目前来看30～90度之间广播性能较好，角度更大后很难满足应用指标要求30度65度90度120度实测多角度赋形情况仿真多角度赋形情况突破性微波暗室权值检验方法传统的通过功分板模拟主设备输入权值的方法不够直接透明，无法确定系统误差的影响程度落实跃总工作指示，计划部、研究院通过大量试验在业界首次实现了采用真实设备匹配天线的测试方法本创新测试方法解决了传统测试方法不能完全直接反映实际赋形效果的问题，增加了天线及主设备检验维度，能客观分析实际赋形效果双极化天线广播波束评估情况汇总新邮+海天（A段）新邮+国信（A段）普天+海天（A段）吻合度较差中兴+海天（A段）大唐+海天（A段）爱立信+海天（B段）华为+通宇（A段）吻合度较差传统方法同新测试方法波束形状出现差异主要由于新测试方法体现了系统实际应用中的真实误差注：红线为新方法赋形实测值，其他线为天线接功分板微波暗室测试值双极化天线业务波束验证性测试与分析在广播权值验证基础上，进一步对业务波束权值赋形效果也进行了验证：由于实际系统误差可能导致理论波束指向位置和实际指向位置之间的少量误差，影响赋形效果；新测试方法也发现旁瓣的微量提升可能对干扰控制略有影响；但由于总体上业务波束根据EBB算法产生，对系统性能的影响相对较小。业务0度业务60度波束指向偏差旁瓣微量抬升智能天线赋形能力评估情况小结广播波束可实现灵活赋形，但也有其适用范围30度、65度广播波束赋形效果较好90度广播赋形效果一般；120度及以上的广播赋形受限于硬件条件实现难度大创新的天线赋形测试方法发现赋形误差新问题部分厂商RRU设备赋形效果比传统方法差异较大，可能设备校准及射频部分存在较大问题双极化天线匹配效果优于单极化单极化天线新方法测试发现后瓣抬升明显且匹配程度略差，可能的原因是：单极化天线广播权值是双极化的2倍，因此可能引入更多误差提纲智能天线技术概述智能天线广播权值赋形技术智能天线65度单元波束技术智能天线一体化及集束技术65度单元波束智能天线提出背景考虑单元波束宽度从90度设计为65º…权值设置较复杂，环境稳定性待检验……广播固定权值赋形导致功率损失较多(50%)面向未来LTE系统，简化天线校准TD90°单元波束天线广播赋形面临挑战现有智能天线单元波束宽度大约在90-100度左右：受限于天线器件实现能力，目前仍几乎没有厂家能完全达标沿用行标垂直极化智能天线标准对于采用单元波束90度或者更窄度数对系统的影响无定论65度单元波束天线设计方案描述设计原则尽量降低对于TD-SCDMA网络应用的影响重点优化LTE在C频段65度应用要求，但不应影响TD-S的性能针对场景同时支持A、B、C频段的宽带天线TD-LTE与TD-SCDMA合路共用天线设计方案C频段单元波束达到65度左右，天线其他指标不受影响TD-SCDMA侧相关赋形和校准保持不变，但需重新设置新广播权值LTE控制信道如果采用SFBC发射，无需校准与赋形；如采用静态赋形发射，则仍需要进行校准RRU天线单元C段65度选择任意异极化天线实现SFBC基于单元65度设计合成的广播波束可合成30、65和90度广播，辐射效率提高30-42%；广播65度波束增益提高约1.6dB;广播65度扇区边缘功率下降（企标：10～15dB）比采用90度时快2～3dB，对小区边缘覆盖可能有影响广播30度（2350MHz）瓣宽29度,增益19dB广播65度（2350MHz）瓣宽67度,增益14.8dB广播90度（2350MHz）瓣宽82度,增益11.5dB说明：本结论基于仿真结果，未来还需要通过样机进行全面指标测试验证！基于单元65度设计合成的业务波束业务0度波束的副瓣降低了2-7dB，对系统性能有好处；业务60度主瓣宽度变窄4-6度，副瓣升高1.5dB，增益降低2.5dB左右，扫描范围缩小至38度左右，变小了7-15度。因此，由于单元波束变窄对于业务波束的影响，后继还需从系统侧重点评估业务0度（2350MHz）瓣宽28度，增益16.5dB业务60度(2350MHz)最大值偏移角38.5°，主瓣变窄业务60度扫描包络与单元波束大致相同智能天线单元波束65度小结天线特性变化广播波束提升辐射效率30-42%增益提高1.6dB业务波束0度波束性能相对变好60度性能有待进一步评估扫描范围缩小目前正在联合部分厂商进行样机开发和系统评估工作，预计年底完成验证目前正在联合部分厂商进行样机开发和系统评估工作，预计年底完成验证工程实施简化权值计算和设置避免天线内部校准和耦合网络，简化天线设计校准网络下移至RRU，提升校准精度提纲智能天线技术概述智能天线广播权值赋形技术智能天线65度单元波束技术智能天线一体化及集束技术一体化天线RRU天线的提出引入一体化天线RRU的出发点对于优化工程安装、改善视觉效果具有积极作用同时在减小馈线损耗、减少接头故障点等方面具有一定优势RRU安装空间受限场景模块过多，站点协调困难解决TD三期室外A、B频段部署难题为解决防水接头数目众多及整体可靠性问题，大部分采用一体化RRU方式部署，实现A、B频段共用天线接头数目减少2/3B频段A频段普通外部合路方式一体化天线RRU一体化天线RRU设计要求RRU与天线间由N型连接改为盲插接口盲插接口的高精度一致性要求机械稳定性和防水可靠性要求RRU和天线现场可分离和对接异厂商设备间的互联互通上述设计要求也成为一体化天线RRU应用初期面临的挑战上述设计要求也成为一体化天线RRU应用初期面临的挑战接口规范与测试验证推动产品成熟规范制定指导厂商开发经过广泛讨论、意见征求和多轮修订，完成《TD-SCDMA智能天线设备规范（一体化天线通用盲插接口规范）》v1.0.4盲插接口结构机械固定结构安装要求机械指标环境适应性要求可靠性要求测试验证推动产品完善优化（2009.8~2009.9）接口匹配测试接口插拔测试环境可靠性测试吊装可靠性测试1.测试中发现部分厂商设备存在接口匹配、把手安装、吊装变形等问题。经过设计优化，目前相关问题均已得到解决2.环境可靠性测试中未发现盲插接口存在异常1.测试中发现部分厂商设备存在接口匹配、把手安装、吊装变形等问题。经过设计优化，目前相关问题均已得到解决2.环境可靠性测试中未发现盲插接口存在异常一体化天线RRU后继问题盲插接头的引入风险盲插接头传统在军工行业小批量应用，民用尚属首次，存在质量风险盲插接头必须严格保证不受力，存在结构力学风险尚未经检验防水、密封圈老化等仍存在长期可靠性风险新频段设备引入带来的问题一体化A+BRRU直接引入A+BRRURRU重量30kg以上天线强度需加固抱杆承重存在风险B频段A频段TD三期单频段一体化RRU天线尺寸较长仍存在“大辫子”C频段RRU的引入A+B+CRRU总重量太重合路级联方式增加合路器重量，并同样存在“大辫子”密集多同轴集束接口技术的引入考虑天线RRU天线RRU9根N头组件两根集束组件原理借鉴传统D型连接器设计，内置4～5个接头将多根射频电缆包覆在一个防护套管里解决问题解决普通非盲插式天线及RRU连接射频接头过多问题：9线-2线解决多频段RRU直接级联导致射频接头过多问题：18头-》4头特点减少电缆和接头施工量改善视觉效果简化多频段RRU间的级联连接，减轻天面负担N头：共需36接头，可靠性降低集束：只需8个接头，数量减少28个集束接口的应用情况及风险应用情况奥运高清信号传播采用的三同轴集束连接器（雷莫公司）军工产品中圆形和矩形连接器已广泛运用TD-SCDMA应用风险集束接口和组件产业链尚不成熟接头对应馈缆不能过长，否则损耗较大需进一步检验实际馈缆的抗弯曲性能接口可靠性尚未得到验证集束接口样机测试情况鉴于集束接口尚属于新引入技术，研究院联合部分厂商首先基于天线侧开展了样机研制和验证基于宽带天线的测试结果表明，采用集束接口的天线电路参数和辐射参数指标均满足企标要求后续将进行接口可靠性、抗弯曲性能测试，进行详细论证并推动集束成熟不同接头类型的比较比较N型头一体化盲插头集束头三期前应用情况绝大部分极少量(A频段部署区域)无A+B应用接头数36188已完成验证1～3期大量应用验证，但接头问题突出插拔、吊装、裹冰、震动、温循等、外场小规模试用天线指标测试后续工作——力学仿真及测试等环境测试、外场等模具精度——一般五金模具0.1mm级精密模具1～10μ级主要优点成本低廉，大量应用施工简单，接头数量少施工简单，故障点少主要缺点接头数量过多承重要求高、潜在故障点多损耗较大、验证不足可能故障点36个接头：进水盲插接头：橡胶圈老化进水、天线受力变形、盲插接触不紧密、安装不匹配、BMA簧片失效、散热等8个集束接头：进水、防电缆扭曲设计不足、防雷设计考虑不足等总结经过不断的技术创新，智能天线技术逐步解决了实际工程网络发展过程中的诸多问题智能天线广播权值设置可以通过管理手段有效解决，但同时还需重点关注主设备相关的通道误差以及校准误差引起的广播性能差异单元波束宽带从90度到65度的设计创新，有利于提高广播权值效率、改善覆盖，同时有利于LTE更为灵活的应用，但尚需进一步论证一体化天线及RRU对于改善工程安装作用明显，经过多轮技术优化、测试及标准化推动，应用风险已有一定程度降低，后续还将在实际使用中不断推动成熟，同时还需重点研究未来AB-RRU以及C-RRU引入时面临的系列新问题新型集束接口对于解决多频段RRU之间级联、减少大辫子等问题具有重要意义，目前产业链正在积极开展样机研制和验证，后续将进一步详细论证并推动成熟