鄧安達(dá),李浩,程日濤,馬春
(1.中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司,北京 100080;2.中國移動通信集團(tuán)有限公司,北京 100033)
中國移動網(wǎng)絡(luò)從2G 發(fā)展至5G,基站天線從單頻段擴(kuò)展至多頻段,在無源天線之外發(fā)展出有源AAU,天線類型繁多,呈現(xiàn)出“兩多一快”(天饋系統(tǒng)多、天線種類多、迭代更新快)的特點。另外隨著天線降價與人工單價提升,天線設(shè)備購置費與天饋施工費呈現(xiàn)出基本相當(dāng)?shù)男聭B(tài)勢,加上天面租金貴、資源緊張的挑戰(zhàn),共同推動著天饋建設(shè)思路的調(diào)整,圖1 為中國移動基站天饋發(fā)展歷程示意圖。
現(xiàn)網(wǎng)絕大部分基站為多制式、多頻段共址站,現(xiàn)網(wǎng)50% 以上基站兼?zhèn)銯DD 與TDD 系統(tǒng)。大部分天面資源較為有限,約60%~85% 基站每小區(qū)天線不超過2 個,2天線及以上基站可新增天面的比例一般不高于35%[1]。
單頻天線設(shè)備費600~1 000 元/副,雙頻天線1 500~2 000 元/副,F(xiàn)DD 與TDD 共用的多端口天線(如4488 或4448 天線)3 500~4 500 元/副。新裝天線施工費約1 000 元/副,拆除再新裝天線施工費約6 000 元/站[1]。
大部分天饋為租用鐵塔公司,長期運(yùn)營需支付租金。若新增天線,增加30% 站點租金;若僅增加系統(tǒng)不增加天線,增加10%租金[2]。地面塔年租金基準(zhǔn)價約4.2 萬元,樓頂抱桿約1.1 萬元。避免增加天線對控制鐵塔租金快速上漲有利,尤其在塔類站點上其效果更為立竿見影[3]。
700 MHz 天線技術(shù)選型已經(jīng)確定采用4 通道天線。4通道相對2 通道,小區(qū)平均吞吐量增益約為10%~20%;RRU 產(chǎn)品具備4TR 能力,主流以4×60 W 4TR 站型為主,部分廠商規(guī)劃2T4R 及4×80 W 站型;天線振子可實現(xiàn)700—900 MHz 寬頻,4 通道產(chǎn)品寬度在400—500 mm,整體迎風(fēng)面積可小于0.8 m2的鐵塔要求。
中國移動共規(guī)劃3 類700 MHz 天線,包括2 類整合天線(第1 類為4+4+4 天線,適用于FDD 整合,涵蓋700 MHz 頻段、900 MHz 頻段及1 800 MHz 頻段,每頻段4 通道;第2 類為4448 天線,在4+4+4 天線頻段及通道基礎(chǔ)上,再增加支持TD-LTE F 頻段,該頻段8 通道)和1 類獨立天線(700 MHz 頻段4 通道天線,為少量特殊場景預(yù)留靈活性)。
(1)堅持采用多頻段多端口獨立電調(diào)天線進(jìn)行天面整合,避免新增抱桿,控制租金上漲,保障工程進(jìn)度。
新增天面短期一次性建設(shè)投入(天線設(shè)備費與施工費)少,但天饋年租金高,從長遠(yuǎn)看天面整合的總投入更低,尤其對于塔類站點。測算表明,普通抱桿站5~8 年后、塔類站點1~3 年后天面整合的累計投入小于新增天面。
(2)統(tǒng)籌考慮制式(TDD/FDD)、4G/5G、頻段高低、天線難度、網(wǎng)優(yōu)要求、制定天面建設(shè)方案,避免天面頻繁施工“翻燒餅”。
1)堅持以“我”為主,2.6 GHz 網(wǎng)絡(luò)要持續(xù)建設(shè),700 MHz 與2.6 GHz 網(wǎng)絡(luò)天面建設(shè)統(tǒng)籌考慮。
2)基站總體天面目標(biāo)以單小區(qū)2 天面為主。盡量按“有源、無源分割”、“TDD、FDD 分割”的原則進(jìn)行天饋整合。當(dāng)5G 2.6 GHz 基站采用64/32 通道AAU 時,AAU 一套,其它系統(tǒng)整合為一套;當(dāng)5G 2.6 GHz 基站采用8 通道RRU 或無5G 2.6 GHz 基站時,F(xiàn)DD 系統(tǒng)整合成一套,TDD 系統(tǒng)整合成一套。
后續(xù)5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將逐步由城市擴(kuò)展至鄉(xiāng)村,一般包括四大類場景。
(1)場景大類1(已建5G 2.6 GHz 基站,2021 年新建700 MHz 基站)
該大類場景多為容量基站,5G 2.6 GHz 天饋以AAU為主(占比90% 左右),AAU 獨占1 副獨立天面;少量5G 2.6 GHz 天饋為8 通道RRU+含D 頻段8 通道無源天線;前期已進(jìn)行過天面整合,本期需對無源天饋再整合。
當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)單小區(qū)有2 個以上的天面且有AAU 時,4448天線可作為“兜底”天線(對應(yīng)圖2 子圖1、2);若更精細(xì)設(shè)計,當(dāng)天面不少于2 個,且當(dāng)前存在純FDD 制式天線時,以4+4+4 天線替換整合(對應(yīng)圖2 子圖3、4);當(dāng)僅有1 個天面時,無法再整合700 M,需新增天面或另選其它有條件的基站建設(shè)700 M(對應(yīng)圖2 子圖5)。
圖2 中天線不同編號對應(yīng)的類型說明如下:
1)天線1:5G 2.6 G AAU;
2)天線2:純TDD 8 通道天線(如FA 天線、FA/D天線等);
3)天線3:不含700 M 的純FDD 天線(如900 M 天線、1 800 M 天線,900 M/1 800 M 天線);
圖1 中國移動基站天饋發(fā)展歷程示意圖
圖2 場景大類1天饋建設(shè)方案示意圖
4)天線4:4488 天線(900 M+1800 M+FA 頻段+D頻段);
5)天線5:4+4+4 天線(700 M+900 M+1800 M);
6)天線6:4448 天線(700 M+900 M+1 800 M+FA頻段);
7)天線7:700 M 單4 天線。
(2)場景大類2(基站同時建設(shè)5G 2.6 GHz 和700 MHz)
兩項工程,天面整合一步到位。
當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)為兩天面高容量場景時,采用2.6 GHz AAU與4448 天線進(jìn)行全部2 副天線的替換(對應(yīng)圖3 子圖1)。
當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)為三天面高容量場景時,保留1 副純TDD 8通道天線,采用2.6 GHz AAU 與4+4+4 天線進(jìn)行其余2副天線的替換(對應(yīng)圖3 子圖2)。
當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)為雙天面低容量場景時,采用4+4+4 天線整合700 M 與其它FDD 頻段,采用FA/D 天線整合5G 2.6 GHz 8 通道RRU 與現(xiàn)網(wǎng)TDL 8 通道天線(若現(xiàn)網(wǎng)TDL 天線已支持D 頻段可不更換、對應(yīng)圖3 子圖3)。
當(dāng)現(xiàn)網(wǎng)為單天面高容量場景時,若可新增天面且容量需求極高,替換成4448 天線+AAU,否則保持4488 天線不變(5G 2.6 GHz 采用8 通道RRU),新增單700 M 天線;若不可新增天面,則無法同時建設(shè)2.6 GHz 和700 MHz(對應(yīng)圖3 子圖4)。
(3)場景大類3(基站只建設(shè)5G 2.6 GHz)
該場景大類基本分析思路與場景大類2 類似且更簡單,高容量場景5G 采用AAU,低容量或天面受限場景5G 采用8 通道,無需考慮700 MHz 天饋需求。
(4)場景大類4(基站不建設(shè)5G 2.6 GHz,只建設(shè)700 MHz)
該場景大類大部分位于偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)或農(nóng)村。
若原有2 副天面,則F 頻段保持不變,其他頻段用4+4+4 天線整合。
原有F 頻段1 副天面,對于普通地面塔站可新增4+4+4 天線(普通地面塔租金基準(zhǔn)價含單小區(qū)2 天面,該場景中新增天線租金不變);對于天饋類型為非地面塔的,若F 為常規(guī)8 通道天線,可采用4448 天線整合現(xiàn)有F 頻段;若F 為高增益天線,新增4+4+4 天線。
原有900 MHz 1 副天面的,替換為4+4+4 天線。
根據(jù)700 MHz 建設(shè)規(guī)模、天饋分場景方案及前期工程相關(guān)比例推算,參考A 省數(shù)據(jù),預(yù)計700 M 天線中4+4+4天線需求最大,各類含700 MHz 天線比例如表1 所示:
表1 700 MHz天線類型比例估算表
根據(jù)5G 目標(biāo)網(wǎng)中2.6 G 基站與700 M 基站的關(guān)系,統(tǒng)籌考慮天線需求,其中部分站點不建設(shè)700 MHz,需為2.6 GHz 基站單獨考慮天線需求。
前兩期4488 天線使用比例超過50%,后期項目建設(shè)區(qū)域系統(tǒng)復(fù)雜度和天面緊張程度低于前兩期,預(yù)計4488 天線的使用比例應(yīng)小于40%。2.6 G 天饋整合還會涉及使用4+4天線。這兩類天線均應(yīng)優(yōu)先利用替換拆除下來的舊天線。
對于后續(xù)5G 建設(shè)站點,分為“同時建設(shè)700 MHz 和2.6 GHz”、“只建設(shè)2.6 GHz”和“只建設(shè)700 MHz”三類,根據(jù)啟動時間和工期要求,協(xié)同精準(zhǔn)施策。
對于只建設(shè)2.6 G 站點,優(yōu)先利舊前期工程和本期700 MHz 建設(shè)中拆除的天線,提前做好天線可利舊統(tǒng)計,若無庫存再謹(jǐn)慎購買新天線。
圖3 場 景大類2天饋建設(shè)方案示意圖
本文簡要回顧基站天線發(fā)展歷程,針對中國移動基站天饋“兩多一快”的特點,天線設(shè)備購置費與天饋施工費基本相當(dāng)?shù)男聭B(tài)勢,以及天面租金貴、資源緊張的挑戰(zhàn),提出堅持采用多頻段多端口獨立電調(diào)天線進(jìn)行天面整合,統(tǒng)籌考慮制式(TDD/FDD)、4G/5G、頻段高低、天線難度、網(wǎng)優(yōu)要求、避免天面頻繁施工“翻燒餅”的天饋建設(shè)總體策略,確定以單小區(qū)2 天面為主的天面目標(biāo),“有源、無源分割”、“TDD、FDD 分割”的天饋整合原則。統(tǒng)籌考慮5G 2.6 GHz與700 MHz,結(jié)合5G 建設(shè)節(jié)奏,確定4 個場景大類,分別提出細(xì)化天饋整合建設(shè)方案?;诜謭鼍胺桨负驼{(diào)研掌握的工程相關(guān)比例,進(jìn)行5G 天饋整合天線需求預(yù)估。對于將同時建設(shè)5G 700 MHz 和2.6 GHz 的站點,提出天饋整合“一步到位”的建議。并建議提前做好前期歷次工程中的天線拆除統(tǒng)計,對于只建設(shè)5G 2.6 GHz 的站點優(yōu)先利舊已拆除天線,以降低總體支出。