TD智能天线引领3G天线发展方向

TD作为国内3G标准实施的先行者，其天线的发展趋势成为3G天线发展的风向标。总结TD一期建网经验，中国移动及时对智能天线提出了小型化、双极化、宽带化和电调化的“四化”要求。
智能天线技术在TD-SCDMA(以下简称“TD”)系统中的成功应用，成为第三代移动通信TDD模式的一大亮点。TD作为国内3G标准实施的先行者，其天线的发展趋势成为3G天线发展的风向标。

天线“瘦身”“美容”注重宽带与电调化

在各3G标准中，TD是唯一一个采用智能天线的标准，智能天线是TD标准中的核心技术之一，也是与其他标准的主要区别和优势技术。
原来的智能天线尺寸为2G天线的两倍左右。据调查，智能天线尺寸的增大使得公众易形成对新的辐射的担忧。随着技术和工艺的进步，TD基站天线在小型化和美观化方面已经取得很大进展。
目前，在移动通信领域，国内外天线品牌种类繁多使人目不暇接，而运营商对天线的要求也逐渐由浅入深，日趋细致。电调化就是基站天线新的发展趋势之一。
京信通信系统(中国)有限公司天馈事业部总经理卜斌龙对《中国电子报》记者表示，2G网络注意的是静态的规划和优化，天线波束指向一般不做调整，所以大部分2G网络采用非电调天线。但是随着3G时代的到来，为了给用户提供多元化、丰富多彩的话音和数据结合的综合服务，3G网络必须能够提供实时优化和动态调整，以便减少由于多元化业务流量所造成的呼吸效应，同时减少干扰的产生。因此，3G系统将大量采用具有远程控制功能的电调天线，并配置相应的网管系统以适应3G业务的需求。
卜斌龙还对《中国电子报》记者表示，在未来TD网络工程的建设和优化中，双极化电调智能天线将不可避免地登上舞台，成为智能天线技术进一步发展的主旋律。
除了电调化，发展宽频带天线，也具有重要的经济意义。同时符合中国移动对智能天线提出的“双极化、宽带化、小型化和电调化”的要求。“目前TD可用频段有3个：A段：1880MHz-1920MHz；B段：2010MHz-2025MHz；C段：2300MHz-2400MHz。而目前主设备只做B段。后续到底是发展A段还是C段尚无定论。但就天线技术而言，覆盖AB段(窄带)或BC段(宽带)都没有问题，应该可以覆盖ABC段(超宽带)。”西安海天天线科技股份有限公司董事长肖良勇对《中国电子报》记者说，“不管主设备如何选择频段，天线都已准备好，应避免天线更新换代、重复采购、浪费资源。关键是，必须尽快制定统一的TD智能天线国家标准，引导天线产业发展。”
摩比天线技术(深圳)有限公司天线事业部总经理黄建军在接受《中国电子报》记者采访时也有类似的观点：目前智能天线的小型化问题基本得到解决，存在的主要问题一是如何实现宽带化以满足未来向LTE演进的要求；二是如何与其他体制的天线融合。最终的发展趋势应是中国移动提出的“四化”再加上集成化。

企业需注重业务创新与正确定位

经过产业各方的共同努力，智能天线基本满足了TD网络性能的要求，但要想完全满足不断增长的需求，还存在着很多实际困难。
宽带化的好处是可以支持LTE（长期演进），但是对天线设计带来了很大的挑战，目前尚不清楚TD-LTE的频段，天线最好能兼顾ABC3个频段，在如此宽的频带内要保证阵列天线中各项指标都达标将是非常困难的。
黄建军对《中国电子报》记者表示，随着建网经验的丰富，快速适应运营商的需求变化需要与运营商、系统商保持紧密联系，及时了解需求，建立高效的研发团队积极跟进。同时，不断变化的需求增加了研发成本，对研发团队造成很大压力，甚至形成冲击，没有实力的公司会被淘汰。
物竞天择的市场规律也许最终只会把成功的喜悦赋予为数不多的几家厂商，这需要处于压力中的厂商更加注意智能天线目前所暴露的问题。肖良勇对《中国电子报》记者表示，智能天线在TD网络中的应用，还存在网站不足、网优不强的问题。这些问题都好解决，关键是业务的创新和正确定位。

产业链协作谨慎培育市场

2G时代运营商集中采购的模式曾经成功地降低了运营商的采购成本。在3G时代，智能天线是否仍使用这一模式，天线产品和基站设备应该打包采购还是单独采购，智能天线产品的合理价格应该如何维持等，这些问题的解决都需要产业各方加强合作，才能为即将到来的智能天线产品的批量需求做好准备。
黄建军对《中国电子报》记者表示，如果要集中采购，第一，要设置一个准入门槛，以保证产品质量；第二，价格所占的比例不能太高，而是更多地从产品性能指标、公司整体实力、在此行业前期所作的贡献以及各厂商所占份额的分配上有一个好的招标设计。
肖良勇也对《中国电子报》记者表示，有的企业只顾眼前利益，以价格挂帅，永远谈不上产业规模，还潜伏着网络崩溃的危机。
发展TD智能天线产业，需要政府、运营商、设备厂商和天线厂商协调一致，发挥各方的合力才能换来产业的健康成长。

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智能天线四大优势

在移动通信系统中，由于障碍物的反射，信号会在发射机和接收机之间多次传播从而形成多路传播。这是移动通信中存在的主要问题，被称为时延扩展。由于多路信号到达接收机的时间不同，因此多路传播将导致信号间干扰，将严重地影响通信链路的质量。另一方面，共信道干扰是无线系统容量的主要限制因素，它将影响用户对有效网络资源(频率、时间)的重用。
智能天线对信号多路具有抑制作用。智能天线的原理是调整不同天线上信号的幅度和相位，使与参考信号相关的信号增强，抑制与参考信号不相关的信号。智能天线通过利用多路可以改善链路的质量，通过减小相互干扰来增加系统的容量，并且允许不同的天线发射不同的数据。智能天线还可以在有用信号的方向提高增益，在干扰源的方向降低增益，通过增加覆盖范围来改善建筑物中的信号接收质量；并且对高速率用户进行波束跟踪，起到空间隔离，消除干扰的作用。智能天线的优点可以归纳如下。
1)增加覆盖范围
在接收端由于天线阵列对信号接收产生干扰，这样就会产生阵列或波束形成增益，该增益与接收天线的数目成正比；增加覆盖范围可以改善建筑物中和高速运动时的信号接收质量。
2)降低功率/减小成本
智能天线可以对特定用户的传输进行优化，这样就会使发射功率降低，从而降低放大器的成本，也可以延长移动台的使用寿命。
3)改善链路质量/增加可靠性
由于通过独立的衰落路径可以接收到独立的信号副本，而在这些信号副本中一般会有一个或者多个副本没有受到衰落，这样多个独立的维数就会减小信号波动的影响，产生分集。
4)增加频谱效率
通过不同方法精确地控制发射功率就会降低干扰，从而增加使用同样资源的用户数目，大大增加系统容量。

专家观点

西安海天天线科技股份有限公司董事长肖良勇

应避免智能天线领域恶性竞争

面对移动通信的后续发展，遵循科学发展观，海天提出了“天线与环境(人类、建筑)和谐发展”的理念。体现在产品设计思想和要求上就是：首先是宽带化(用一个天线涵盖移动通信全频段：806/894MHz、870/960MHz、1710/1880MHz、1850/1990MHz、1920/2170MHz的各种制式，即CDMA/GSM/PCS/CDMA-2000/WCDMA)，只用1根天线就可取代过去3根、6根甚至9根天线，而天线尺寸基本不变。只需在基站、机房增加相应的滤波隔离设备，无需选择多个室外天线站址(有损建筑、城市美容)，不仅大大节省天线架设、租赁、人工成本，而且极大地减少了天线选址的商务困难及市民担忧辐射安全引发的抵制情绪。其次就是电调化，以适应呼吸式蜂窝的技术需求，并大大提高网络质量、网络优化成本、效率和高空架设对工人的安全，使天线与环境(人类、建筑)和谐发展。
中国移动对智能天线提出了“四化”的要求，即双极化、宽带化、小型化和电调化，是非常必要的。实际上，双极化已达到了小型化的效果，无需单独提出小型化。
TD智能天线是在通信领域的创新应用，已突破许多技术难点，绝对是高科技产品。目前面临的问题是，刚刚推出就出现恶性竞争，有的企业想独霸市场，使价格大幅跳水，全然不顾前期投入，把一个高端、高科技产品，一开始就卖成了低档的价格。对比10年前2G推出时的窄带基站天线的价格(15000元/根)，如今有的企业的TD智能天线报价竟下调到1500元/根。按一个基站三个天线计算，天线总价不及一个基站总投资的1%%。众所周知，智能天线是TD有别于其他两个3G标准的关键技术，技术与价格的巨大反差不合理。

京信通信系统(中国)有限公司天馈事业部总经理卜斌龙

双极化电调智能天线走上前台

2007年年初，我国10城市TD试验网络开始建设，当时只有单极化板状定向智能天线阵和环状全向智能天线阵2种产品可供选择。虽然基本上能满足TD网络实现动态空间滤波对智能天线的性能要求，但随着网络建设的深入，在工程方面遇到了诸多亟待解决的挑战：第一，天线横截面积大，导致风载荷增加、安全等级下降；第二，天线体积大，选址难度增加；第三，网络优化需要闭站，且天线下倾角调节难度大；第四，智能天线与城市景观不融洽。
应对第一、二点挑战，要求发展小型化智能天线。实现小型化的最佳途径是，采用4列双极化阵列，通过引入极化分集增益来弥补因天线口径减少而引起的天线增益下降。实验室测试和网络规模试用都表明，小型化的双极化智能天线的宽度缩减了一半，但网络性能与常规8列天线水平相当，它将成为第二期TD网络建设的主力产品之一。
应对第三、四点挑战，要求发展小型化的电调智能天线。首先，TD网络同CDMA网络、WCDMA网络一样，也存在呼吸效应。CDMA和WCDMA网络的实践表明，在解决呼吸效应方面，采用电调天线对覆盖蜂窝实施动态调整是最有效的方法，国外的WCDMA网络电调天线的使用量均超过了75%%。其次，政府和公众都预期3G网络覆盖功率密度能够和用户数量及数据流量实现动态匹配，从而达到节能环保及减少电磁辐射污染的目的。再次，TD网络的动态空间滤波和功率调配优势，在通信容量极高的城区可以得到淋漓尽致的发挥，但城区布网的特点是蜂窝较密，需要大量采用大倾角波束指向，而过大的机械下倾角会带来严重的波束畸变，造成同频干扰。最后，许多站址需要美化、隐蔽及环境和谐，如果按照惯性思维采用机械调整下倾角度，则天线整体将占据更大的空间体积，这给隐蔽工作带来了更多的困难，无法让公众接受。
综上所述，在未来TD网工程建设和优化中，双极化电调智能天线不可避免地登上舞台，成为智能天线技术进一步发展的主旋律。
目前 TD网络使用的是2010MHz-2025MHz频段，只有15MHz带宽。对于拥有13亿人口的中国，这远远不够，未来必将启用2、3频段，目前规划的是1880MHz-1920MHz，2300MHz-2400MHz。如果天线能够同时满足这3个频段，或者其中2个频段，在未来扩充频段时，就不需要补充天线了。因此，发展宽频带天线，具有重要的经济意义。中国移动对智能天线提出的“双极化、宽带化、小型化和电调化”要求，是及时且重要的。
早在2004年，京信就预见了上述挑战，当年就开始研发镂空型低风阻智能天线，随后又开发了电调智能天线、隐蔽智能天线、紧凑型智能天线等。目前在网的低风阻智能天线、双极化智能天线和隐蔽型智能天线基本上都是京信提供的。

摩比天线技术(深圳)有限公司天线事业部总经理黄建军

“四化”成智能天线发展方向

虽然目前只有中国规模采用TD系统，但中国移动是世界上最大的运营商，中国本身是一个庞大的市场，这个市场足以形成一定的产业规模。从技术上讲，做TD的人都非常努力，其他通信技术对天线提出的要求从来没有像对TD天线这么高。相关企业对其他形式的天线也没有像开发TD天线一样下这么大的工夫，性能做得这么好。从这个侧面可以看到，TD在技术层面将会做得非常出色。由于中国在此技术上的主导和全面参与，TD天线将发挥成本上的优势。相信这些优势会帮助TD向规模方向发展。
智能天线的发展呈现出以下四个主要趋势：
第一，天线向多样化方向发展。第三代移动通信有更多的标准，不同的标准对天线的要求有所不同。尤其是TD系统对天线的要求与前两代差异很大，是一种革命性的移动通信天线形式。
第二，天线向集成化方向发展。由于目前移动通信有多种制式，往往一个地区就有多家运营商，致使天线林立、影响环境、浪费严重。一些国家也开始立法要求共塔甚至共天线以避免这种情况。这就要求我们必须要把多制式的天线集成在一起，以满足法规的要求。
第三，天线向电调化方向发展。随着通信的发展，容量的增加，对网络优化的便捷性提出了更高要求，加上集成化的要求，必须要让天线的下倾角能够用“电”调整而不是通过机械方式调整。
第四，天线向美化方向发展。随着经济水平和生活水平的提高，人们对居住的环境要求越来越高，而林立的天线影响环境的美观性。必须对天线的外观和安装方式进行融入环境的设计。