5G基础设施需要更高级的天线技术

5G规范正在采用最新的连接器件，包括新一代天线，以及对4G基础设施进行升级换代的产品。

第五代蜂窝网络技术5G的实施除了提供大量高水平服务外，它还将永远改变硬件和连接趋势。与以前不同，5G规范是基于IP体系结构组织的。规范还要求定义软件。这些5G规范将极大地改变移动基础设施的实现方式。

与4G一样，5G在推出10年后仍在建设中，5G的推出将持续很多年。在此期间，5G标准将被大量推出，新一代产品将被引入。

第一波5G标准(第15版)于2019年发布。第二波5G标准(第16版本)将于2020年晚些时候发布，该版本为运输和医疗等垂直行业应用要求提供了额外的规范。第15版集中在无线电设备升级和大规模增加带宽上。

为了支持5G初始启动和对4GLTE容量的持续需求，第15版定义了 “4G-LTE assisted” 或“5G non-stand-alone”规范。4G比3G网络快10倍。5G规范将借鉴为4GLTE规范。从某种意义上说，5G时代将在3G和4G基础设施上分步骤实施，特别是天线，3G和4G天线将在很大程度上作废，因此4GLTE和5G的硬件是关键。

天线技术的惊人进展正在影响大单元塔的结构，并为大规模建造小型单元创造条件。 5G第15版本规范是在更高频率上提供巨大容量增加所需的细节。所涉及硬件元素被称为基础传输站(BTS)设备，或称NodeB 、 eNodeB等。创新重点在于天线阵列。这与射频处理单元(RRU)一起发展，后者对信号进行预处理;基带单元(BBU)将信号转换为基带传输。传统上，所有这些都位于单个基站中。在5G基础设施中，BBU将以多种方式部署，而不总是包含在基站设备中。5G规范允许BBU部署在离用户很近地方，在一个称为集中式无线接入网络(C-RAN)架构的公共设施中。留在塔上的RRU功能最终将位于天线外壳内，通常称为天线罩。

大多数塔升级都是在硬件平台上进行。在许多情况下，4G和4GLTE设备与旧设备并排安装。未来5G基础设施将始终结合4G、4GLTE和低波段物联网，来推广5G。

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典型天线分类

大型无线电天线：由于需要大幅度增加容量，扩大频率范围，以及随着信号密度增加而减少干扰和串扰所需技术，这类天线在很大程度上被重新定义。塔天线主要有两种类型：无源天线和有源天线。

无源天线：这是目前使用最常见的天线类型。现有技术已经发展到一个更高容量天线，能够支持多个频谱和多个模式。无源天线更适合中低频谱部署。他们可以提供所有所需的4G LTE，也支持5G频率覆盖。无源天线技术最新进展大大增加了射频I/O连接器的使用。其中最相关的是天线阵列技术。

这些较大多列无源天线，基本上与单个RRU一起使用。在这些系统中，同一远程电气倾斜(RET)模块将优化所有无源天线垂直覆盖范围，并与自适应开关波束技术相结合。自适应开关波束技术提供预编码信号，在天线模块之间改变射频信号相位和振幅。来自BBU预编码信号改变了信号相位和功率，实际上是对它们进行整形。外部RF I/O端口的普遍数量与收发信道数量相关。发展目标是8T8R。 一些8T8R天线可以同时处理TDD和FDD传输，并具有多达26个射频连接器和一个单独校准端口。容量可以扩展到2G、3G和4G服务，并随着软件更新而改变。

自适应阵列技术正在增加天线和RRU上对射频I/O连接器需求，使无源天线成为构建低频段和4G覆盖的理想解决方案，是集成有源天线技术的完美补充。多个有源天线系统通过高容量、高频多路输入、多路输出(M-MIMO)天线进行配置。可以提供比现有无源天线系统所能提供的容量增加数个数量级。同样重要的是，它们支持波束形成和其它有源技术，这些技术将完美匹配天线辐射模式与目标用户设备。

TE天线产品应用于5G和物联网基础设施，包括RPU。

有源天线：这些将变得越来越有价值。综合有源天线技术最适合于需要多个高频频谱应用。有源天线系统支持波束形成和M-MIMO。两者对于提高光谱效率和可靠、成本效益高的覆盖范围都至关重要。这些技术允许巨大的容量增加，并更好地减少串扰和干扰。由于高频信号较短，适合较小天线模块，有源天线技术可以提供高容量和高密度信号。模块对集成有源天线数量将大幅增加。

爱立信的天线系统组合包括有源天线，将天线、收音机、塔式放大器、馈线和跳线功能等组合成一个单元。

有源天线系统的复杂性将使内部连接器引脚数更多。将无源天线与RRU连接的RF I/O连接器将消失，因为RRU功能将集成到有源天线系统中。将RRU连接到塔基的SFP收发器笼接口将保持不变。在某些情况下，接口的数量将会增加。

有源天线系统变得更有价值的要点是在8T8R之外的容量增加和使用更高频率。升级4GLTE和将传统标准频率合并到一个天线上，此项技术使自适应阵列技术成为一个有趣的替代方案。移动无线电基础设施正在不断变化。新的无线电技术正在扩大连接器市场，并将改变目前流行的I/O连接和使用传统内部连接器的局面。

5G的大规模实施将是天线技术和产品得到极大的发展。