新型天线节能减排探讨

相对于目前的应用模式，可以将建站规模和成本降低至现在的1/6。这里降低的不仅是硬件设备成本，同时也降低了电源消耗、传输线路中的功率损失及电磁污染等。

由此可以看出，多制式天线技术在移动通信网络中的应用，不仅可以降低网络建设成本，也可以节约能源和降低污染，理想情况下可以实现80%左右的成本和能耗降低。

4 有源天线技术实现节能减排

无线网络架构逐步趋于扁平化，集中式的设备正逐步替代分布式设备，光纤逐步替代铜缆，天线有源化是未来必然的发展方向。有源天线将无线射频单元与天线辐射单元集成设计，可有效降低射频信号传输损耗，提高基站的功放效率，增强网络覆盖性能。

4.1  有源天线技术

传统基站的射频处理单元和天线是分离式设计的，天线通过多个无源辐射单元组合实现波束成形。射频处理单元和天线之间采用射频电缆传输信号，这样造成射频信号在传输过程中的功率损耗，降低能源利用率。同时在分离式布放的应用方式下，RRU（远端射频单元）和天线均需要占用天面资源安装，这样又增加运营商的建站成本。

有源天线技术是将射频处理单元和天线辐射单元集成在一起，每一个辐射单元对应射频收发系统，这样就可以省去天线和射频处理单元间的电缆连接，极大地降低传输损耗；另一方面，有源天线由多个相对独立的含射频收发系统的天线辐射单元组成，通过灵活的配置可以实现灵活的波束控制，增强天线覆盖能力，并且提高系统灵敏度。

4.2  有源天线实现节能减排效果分析

目前现网中的基站设备功耗大，能效低，节能减排需求迫切。按照现有的基站功耗的统计数据，功放能耗占基站能耗的绝大部分，约70%左右，因此通过采用高效率的功放技术来降低功放功耗是基站节能的关键。

有源天线通过射频处理单元和辐射天线之间的集成，降低电缆传输损耗。按照目前天线与RRU之间的距离，有源天线相对无源天线大约可降低1  dB的功率损耗；同时有源天线相对传统天线采用独立的小功率收发系统，同等辐射功率下可获得至少2  dB的增益提升。有源天线带来的3  dB增益，可以扩大40%的覆盖面积，这样大约可减少30%的站点以及26%的功率损耗。

可以看出，有源天线的应用不仅可以提高功放效率，还可以从增强小区覆盖，提高系统灵敏度等多个方面实现节能减排。

5 新型天线技术未来发展思考

5.1  小型化天线技术

目前移动通信基站设备和天线实现一定程度的小型化，业内出现小型化天线的应用案例，限于各种因素，目前的小型化天线的安装仍需要一定的天面资源，而且性能指标有待提高，工作频段较窄。如果在网应用，需要多个的小型化天线同时工作才能全频段覆盖，这就失去小型化的优势和意义。

未来运营商应引导产业优势力量，推动天线后端设备的充分集中一体化，达到利用环境实现美化和隐身的目的，实现天面资源的真正节约和灵活的部署方式。在推动天线小型化的同时，实现天线工作频段的宽带化，以利于减少天线数量和未来系统升级，充分体现小型化天线的优势。

5.2  多制式天线技术

多制式天线超越了传统意义上的超宽带天线，实现不同制式的独立调节。目前的超宽带天线仅工作频段覆盖多个制式的网络，每个制式无法实现独立灵活的调节，这就无法在不同制式需要不同下倾角的场景下应用，而且较为严重的系统间干扰问题限制了超宽带天线的应用推广。

未来运营商在推动多制式天线技术发展和产品成熟的过程中，应挖掘新型器件和新型材料的应用，以解决不同频段的信号合路和分路问题；推动先进的移相器技术在天线领域的应用，以解决独立调节所需的复杂移相器和控制难题；另外，推动解决多制式天线带来的不同系统间的干扰问题。

5.3  有源天线技术

有源天线是未来网络发展的必然趋势。业内各方提出了有源天线的概念，并针对自身的产品做了大量宣传。目前有源天线还处于发展初期，天线辐射单元和射频模块通过物理叠加或简单组合实现有源化，工作频段相对较窄，无法实现有源天线的优越功能，而且天线有源化后，受限于基带信号传输接口，天线与主设备之间无法互联互通，不利于未来有源天线技术和产业的良性发展。

在有源天线技术的发展过程中，运营商应根据网络发展和应用要求，推动天线辐射单元与射频模块的一体化融合，实现真正意义上的有源天线；推动天线及射频器件的宽带化，实现有源天线的多制式灵活应用；更重要的一点，推动基带信号传输接口的标准化，保证有源天线与后端设备的兼容性应用。

6 结束语

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