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5G新突破,运营商将使用透镜天线覆盖更多场景区域

时间:2020-03-19来源:未知作者:admint【字号:
导读:日前,透镜天线获国内运营商批量采购,初步计划用于公路、铁路沿线以及城郊地区和旅游景区的覆盖,市场规模可能会达到2000万面。随着5G网络建设进一步提速,透镜天线成为了MIMO天线的新对手,将会获得越来越广泛的应用,并在实践中证明自己。

  日前,透镜天线获国内运营商批量采购,初步计划用于公路、铁路沿线以及城郊地区和旅游景区的覆盖,市场规模可能会达到2000万面。随着5G网络建设进一步提速,透镜天线成为了MIMO天线的新对手,将会获得越来越广泛的应用,并在实践中证明自己。

  MIMO天线功耗大成本高覆盖差

  MIMO天线最早由美国贝尔实验室提出,从媒体上看几乎可以是5G的代名词。MIMO这个理论1995年提出,借鉴了军用相控阵雷达技术,最通俗的介绍就是2根天线、4根天线无法满足要求,那么就把天线数量堆砌倒128根、192根。这种暴力堆砌确实能够增加容量,提升性能,但也会成本大幅提升,功耗大幅提升。

  MIMO天线有个特点,一演示就成功,一实用就趴窝。在一个选择的场景下MIMO技术是很容易演示成功的,但是在复杂的实际环境中所涉及的问题的难度,是两个数量级的差别。

  当然MIMO是一个有潜力的领域,现在商用的是增益相对比较有限的MIMO,PPT上那种“号称可以成百倍地提升系统容量”的MIMO天线,实用化问题仍然没有解决。

  当下,5G面临覆盖、功耗、成本三大难题。在行业内,5G基站的短板被调侃为“覆盖、成本、功耗三个3”,也就是3倍成本,3倍功耗、1/3覆盖。

  以覆盖来说,当下5G(中频)基站的覆盖只有200至300米。

  就成本来说,当下的5G基站是4G基站的3倍。

  就功耗来说,5G基站是4G基站功耗的3倍左右。功耗之所以这么大,很大程度上是因为MIMO天线暴力堆料,进而需要配属大量尖端射频芯片和配套天馈系统、散热系统,导致功耗飙升。

  中国移动董事长杨杰就在GTI国际产业峰会表示,“当前5G基站价格是4G基站投资的2倍,功耗约为2.5-3倍”。

  中国电信技术创新中心副主任杨峰义指出,5G基站典型功耗在3500瓦左右。同样覆盖目标情况下,5G基站数量将达到4G的3-4倍,这样5G移动网络的整体能耗将是4G的9倍以上。即便不计算供电改造和站点租用成本,仅基站的电费和采购成本就4G的9倍以上。这对于利润下滑的运营商而言,着实是不小的负担。

  2018年全年,三家运营商的移动基站共耗电约270亿度,总电费约240亿元,乘以9的话,就是2160亿。就利润来说,2018年中国移动为1178亿,电信利润212亿元,联通利润102亿元。可以看出,如果普及采用MIMO天线的5G基站,会导致全年利润还不够支付电费。

  正是因此,运营商正在探索低成本、低功耗组网模式。但是,若不改变基站天线为电调板状天线模式,这种做法虽然可以把功耗和成本比MIMO降下来,但比4G仍然较大提升,而5G基站数仍可能是4G基站数的4倍,性能也大幅下降。广电就在低频上部署这种低成本、低功耗组网模式,这个网速甚至还不如4G。这种低成本部署模式,只能说是重复部署了一张网速和4G相当的5G网络。

  透镜天线可以大幅提升覆盖降低功耗

  龙勃透镜原理是将入射的特定波长的电磁波汇聚,汇聚到球面上的某一个点。同样的,它也可以将电磁波沿着原方向反射回去。因此,透镜天线在覆盖范围上相对于MIMO天线具有先天优势。在J20、F22等新锐战机上,都搭载了龙勃透镜天线。2015年,美国运营商AT&T也测试了一款名为Giant Eyeball的龙勃透镜天线。根据媒体报道,该天线可以提供比传统单波天线多10倍的容量。

  按照理论模型测算,复杂过程略,讲结果:

  透镜天线基站的覆盖面积是传统天线基站覆盖面积的9倍;

  覆盖同样面积采用传统天线所需天线数量是透镜天线的4.5倍,RRU数量也是透镜天线的4.5倍。

  由于透镜天线具备提升覆盖,大幅降低功耗和成本的潜力,对于当下饱受功耗、覆盖、成本困扰的国内运营商来说可谓是及时雨,因而对这项技术高度重视。

  2019年清明节,运营商在陕西黄陵的轩辕黄帝公祭典礼上对透镜天线进行了测试。

  2019年11月13日,中国移动在甘肃兰新高铁隔站闭站的测试。

  采用隔站闭站的方式,一方面对后期减少站址、节省铁塔租赁费、电费、维护费等运行成本提供了技术支撑;另一方面可将现有设备搬迁新的路段,极大的节省了新路段高铁覆盖的设备投资,对降低公司运营成本具有重大意义。

  2019年12月4日,中国移动在G30甘肃段高速公路隔站闭站的测试。

 

  测试结果,公路、高铁沿线普及透镜天线,5G部署成本和功耗都有望大幅降低。综合评估降低运营成本高达75%。

  正是因此,透镜天线才能获得运营商的青睐,才能够冲破非技术方面的重重阻碍和利益集团的阻扰,获得在市场上证明自己的机会。

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