[00125219]面向多频多制式融合的天线创新与规模应用

在建成全球最大的4G网络之后,我国未来两年将大力发展蜂窝物联网（NB-IOT/eMTC）,仅中国移动就将建站超过35万,天线采购达111万面;然而,天面稀缺将成为不得不面对的急迫难题;再考虑到5G网络也将于2020年商用部署,为了破解天面困局,多系统融合共天线成为必然趋势。 而我国4G网络中大量采用智能八通道天线,与其他系统共天线更加困难;且由于涉及多个系统,天线管理更复杂,网优难度也进一步增加。为此,中国移动联合国内先进天线厂商开展了系列化多频共天线的创新研发与应用,取得了多项重大创新： 1、融合化：研发可同时支持NB-IOT/FDD/TDD系统的小型化宏基站独立电调天线,实现多频段“融合化”。突破多天线密集阵列的高低频空间复用技术,通过振子结构创新和嵌套插花方案将900MHz振子成功排布于TDD多天线阵列中,天线较传统方案面积下降30%;通过材料、工艺和设计创新实现低互调小型化移相器;通过集束方案将射频接口数量降低77%;累计取得专利33项,并发布IEC国际标准1项; 2、多样化：研发支持多系统共用的特型天线系列产品,实现覆盖场景“多样化”。通过对复杂场景的梳理整合和特征提取,归类出室分、高楼、电梯、隧道等典型特殊场景,基于场景设计特型天线：对室分场景通过多级双锥结构提升高频边缘覆盖6dB,实现与低频同覆盖;对高层楼宇场景通过水平布阵的大张角天线实现1副天线覆盖30层;对电梯、隧道等狭长场景,通过二维组阵、嵌套排列的高增益面阵天线提升高频增益9dB,可覆盖30层电梯或2.5公里隧道。与传统方案相比,特型天线可大幅降低投资,且支持双流MIMO应用。取得专利9项; 3、信息化：提出面向5G的天线信息化管理技术（RAE）,实现天线管控“信息化”。研发可内置于天线的RAE模块,实现权值等重要信息与天线的捆绑;通过二维权值库实现广播波束的3D灵活调整,打造水平维度的多频独立优化能力;充分发挥共天线方案下多天线的独立优化能力;通过智能工参方案打造无源天线的可感知能力,结合自组网（SON）技术实现快速精细优化;申请专利4项,并在天线国际标准化组织AISG发布标准1项。 4、智能化：创新智能天线权值方案,实现多天线波束赋形“智能化”。提出统一的无损权值方案,彻底解决智能天线权值管理难题,有效规避有损权值的覆盖损失,覆盖场强平均提升2dB;创新研发权值优化工具,基于人工智能算法优化权值,大幅降低网优成本的同时,数据流量提升11%～35%,驻留比提升3%左右;取得专利2项; 本项目的创新方案已在现网大规模应用。其中,支持多系统共用的全频段基站天线应用超过45万面,仅天面租金节省可达7.2亿元/年;采用RAE模块的基站天线应用数量超20万面,智能工参模块应用超2.5万套;增强室分天线应用达860万面,在室分天线投资中占比约20%;电梯和隧道天线在其他运营商网络也已大量应用;无损统一权值方案在中国移动全网推广,现网权值从200多种简化为2种,应用小区数超过200万个。 本项目成果的规模应用,既保障了LTE和NB-IOT的建设部署,其中多天线阵列融合、信息化管理、智能工参等天线新技术,也可以平滑应用于5G网络,代表了5G时代天线创新的方向,有力推动了国内天线产业的技术发展。