从2G到5G, 基站天线过去与未来

Posted 2020-08-21

在蜂窝移动通信系统中，天线是电路信号与空间辐射电磁波的转换器，是移动通信系统的末梢关键组成部分。

 

从2G到4G，移动基站天线经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化到多频双极化天线，以及MIMO天线、有源天线等过程。

 

 

而随着4G和5G时代的到来，BBU和RRH分离，massive mimo 技术的引入，总的来说，基站天线的发展出现了三个趋势：

 

1）无源天线向有源天线发展

2）光纤替代馈线

3）RRH和天线部分集成

 

 

从另一个视角看，阵列天线、多频段天线、多波束天线构成了基站天线发展的“魔术三角”。

 

 

Massive MIMO

基站端装备大规模天线阵列，利用多根天线形成的空间自由度及有效的多径分量，提高系统的频谱利用效率。

 

 

 

多波束天线

多波束天线采用多波束使扇区分裂，从而增大容量。

 

 

 

2G到4G基站天线发展

 

2G/3G时代，天线多为2端口。

 

▲GSM天线

 

▲CDMA天线

 

▲LTE-FDD 独立2端口天线（2T2R）

 

 

到了4G时代，随着MIMO技术、多频段天线的大量使用，我们看到，铁塔上天线就像是长出了大胡子。

 

▲LTE-FDD 独立4端口天线（2T4R）

 

▲CDMA（1T2R）/LTE-FDD（2T4R） 6端口双频天线

 

 

▲LTE-TDD 8T8R 8端口天线

 

 

再加上铁塔上的RRU，铁塔上的场面就相当壮观…

 

 

 

未来的基站天线可能是什么样子？

 

这是日本街头的TD-LTE 3.5G基站天线...

 

 

 

华为Massive MIMO天线

 

 

中兴Massive MIMO天线

 

 

 

爱立信15GHz天线装备

 

 

NEC 支持28GHz有源天线系统

 

 

随着C-RAN网络结构的演进，RRU拉远，将会出现各种隐性天线...

 

 

另外，随着车联网和工业4.0的到来，各种车载天线和近场天线兴起...