5G时代的天馈架构面临着很多困难因而需要集成化一体化和小型化

在日前由中国通信学会举办的“2018 5G天线和射频技术专题报告会”上，京信通信集团高级副总裁兼首席科学家、天线系统产业联盟专家卜斌龙介绍了中国移动通信天线产业的发展成就以及5G时代下基站天线的挑战和机遇。

首先，卜斌龙回顾了中国天线产业发展历程和成就。据统计，在2001年前，中国建设近20万基站，基站天线支出超150亿人民币，国外厂家依靠专利壁垒，垄断中国市场，赚取了高额的利润。2005年开始，随着中国三大运营商的集采，国产天线的国内市场占比迅速提高，到2009年超过85%。但从全球市场看，国外市场仍被巨头垄断。打破专利壁垒后，中国天线产业高速发展，全球占比迅速提升，从2014年开始，中国品牌天线全球发货总量占比均超过50%，其中2015、2017年均超过60%。

 

在中国天线产业技术成就方面，卜斌龙介绍，3G时代的“小型化高性能多系统共用天线”、4G时代的“混合制式多系统一体化高阶天线”代表着中国移动通信天线的最高技术成就。在天线行业知识产权方面，中国以3980件专利申请量居首，近三年，中国的移动通信天线专利申请量超过了全球其他区域申请量的总和，成为移动通信天线的主要技术来源国。总体发展趋势从2G跟跑到3G并跑/超越到4G领跑。

5G商用在即，在卜斌龙看来，未来5-8年，4G网络是基础，5G网络是4G网络的叠加，无源基站天线将依然存在。在高容量/流量层，室外Sub 6GHz将采用64TR Massive MIMO天线，室内毫米波同样采用Massive MIMO天线；在覆盖层和中等容量/流量层，室外Sub 6GHz采用16TR Massive MIMO天线，Sub 3GHz采用4G多系统共用有源/无源天线，室内Sub 6GHz采用有源/无源系统是5G网络建设最佳的高性价比解决方案，符合运营商“降本增效“的战略预期。

另外，卜斌龙称，5G时代的天馈架构面临着基站选址难、杆塔重耕难、天面布局难的工程困境，因而需要集成化、一体化、小型化的有源和无源天线来解决这些困境。预测未来在主流场景下，所有的非5G需求高度集成为1副天线，所有的5G需求高度集成为1副天线，而在特殊场景下，所有需求高度集成为1副天线。从这个意义上说，天线是网络覆盖的专家，科学的规划天面资源是网络建设规划的重要内容。

卜斌龙表示，目前5G Massive MIMO天线技术仍面领着三大挑战。其一，功放功率和散热，由于Massive MIMO天线是在每个子阵后连接小功率功放，小功放的功率远低于大功放的效率，无效的功率将转换为热能，增大了散热的难度，不利于绿色环保，不利于天线小型化。因此提高功放效率是射频技术、乃至芯片开发的重要任务，是5G网络节能环保和低成本运营的关键；其二，据估计，我国需要300万个5G宏基站，意味着需要900万副天线，Massive MIMO要成功落地的关键是大规模的生产能力和快速测试能力，为此需生产自动化，业务数字化和信息智能化高度融合，以提高生产和测试能力；其三，成本，由于天线采用Massive MIMO技术，特别是高容量场景的64TR，需配套多组射频单元，在成本上，采用Massive MIMO天线的5G基站成本远高于4G基站成本，耗电也是4G基站的两三倍，降低5G Massive MIMO天线系统成本是5G低成本建网首要条件。

最后，卜斌龙表示， 5G商用初期运营商大规模开展网络建设，通信设备投资将出现大幅增长。在5G网络投入运营之后必将催生万物互联的垂直行业高速发展，从而带来巨大的垂直行业天馈需求。