科普:到底什么是 444 天线

大家好,我是小枣君。

今天有一个新闻,相信很多人看到了:

从中国移动官网获悉,中国移动日前启动 2022-2023 年 444 天线及单 4 天线(含 700M)产品集采。本次采购的 444 天线及单 4 天线(含 700M)产品,共有两类 4 款:4+4+4 天线,分普通增益和高增益;单 4 天线,分普通增益和高增益。采购总规模约为 50 万面。

很多同学问,什么是 444 天线?什么是单 4 天线?今天,我来和大家科普一下。

天线的型号解释

444 天线,也被称为“4+4+4”天线,特指 700/900/1800 四通道独立电调天线

700/900/1800,大家应该都明白,就是 700MHz、900MHz 和 1800MHz 频段。700M 是广电的,900M 和 1800M 是移动的。两家公司目前在合作,共建共享 5G。

“4+4+4”,就是 4 端口支持 700M,4 端口支持 900M,4 端口支持 1800M。

每个天线对应多个端口,端口就是通道。天线端口分逻辑端口和物理端口,和参考信号、预编码、层映射等物理层知识有关,有点复杂,我们下次专门介绍。

▲ 天线端口

独立电调,即:在一副天线罩内部,实现 700MHz、900MHz 和 1800MHz 频段分别独立调整天线下倾角,以获得更好的覆盖效果。

其实说白了,444 天线,就是肉体上,是一个天线,但灵魂上,是多个独立天线。主要目的,是为了解决 2G / 3G / 4G / 5G 的共站共址问题,节约铁塔上的天面空间资源,减少付给铁塔公司的租金。

单 4 天线,更简单了,就是 4 端口支持 700M,单频天线。这种天线本次采购数量很少,只要 3.5 万面,不到总数(50 万)的十分之一。

除了 444 天线和单 4 天线之外,中国移动还集采过 4448 天线、4488 天线。

4448 天线,也就是“4+4+4+8”天线(700/900/1800 / FA)。FA 是我们中国以前定义的频段名称,F 频段和 A 频段。具体范围如下图所示:

▲ 4448 长款天线端口(图片来自网络)

▲ 4448 长款天线的铭牌(图片来自网络)

4488 天线,是“4+4+8+8”天线(900/1800 / FA / D)。4 端口支持 900M,4 端口支持 1800M,8 端口支持 FA 频段,8 端口支持 D 频段。

▲ 4488 天线端口示意图,FA 为四芯和五芯的两个集束接口,D 也一样。IN 和 OUT 是两个 AISG 电调控制器连接口。

放个表格,方便对比:

4448 相比于 4488,多了 700M,少了 D 频段。因为现网移动基本是 5G 的 AAU 同步反开 4G 3DMIMO,原有 4488 支持 D 频段的 RRU 已意义不大,故减少了该频段,用于支持 700M。

还有更夸张的“4+4+4+8+8”天线(国外运营商用):

▲ 有点密集恐惧症了

基站站型的分类

说到 444 天线,很多人会想到 S333 站型。两种命名方式很接近,容易混淆,我干脆搭车解释一下。

天线分为全向天线和定向天线。顾名思义,全向天线,就是向四周所有方向发射和接收信号的天线。而定向天线,是向指定方向发射和接收信号的天线。

我们建设移动通信网络,需要建设无线基站。

在很久以前,通信运营商主要采用的是全向天线,就像广播电视塔,建在最高处,采用频率较低的信号(波长较长,绕射能力好,覆盖距离远),覆盖一大片。

这称为“中心激励”方式。

后来,随着移动通信用户人数的激增,这种覆盖方式的容量和性能不再满足要求。于是,贝尔实验室率先提出了“蜂窝”的概念。

也就是说,通过无数个功率较小的基站,取代大型基站,实现信号的无缝覆盖。

与此同时,专家们还将每个基站进行了进一步划分,采用定向天线取代全向天线,从而提升覆盖性能。

专家们经过计算发现,3 个天线(每个天线覆盖 120°)的方式,性价比最高,效果最好,于是,就有了一个基站 3 个扇区的设计。

从下面的图可以看出,基站设在每个小区六边形的三个顶点上,每个基站采用三个定向天线,分别覆盖三个相邻小区的各三分之一的区域。

上面这种方式,被称为“顶点激励”方式。

“顶点激励”方式,既可以有效消除小区内障碍物造成的阴影区,也可以减少系统的干扰。怎么减少呢?通过在不同小区内,设置相隔的主载频,就可以规避公共信道干扰。

什么是载频?载频就是 carrier,在这里也可以理解为频点。

不同的通信技术标准,有自己对应的工作频点。例如我们常说的 GSM900,就是工作频点是 900MHz 频段的 GSM 网络。类似的还有 GSM1800(UMTS)、CDMA800 等。

采用全向天线,在各个方向上传播特性一致的小区,被称为全向性小区,也叫 O 型站点(O 是指 Omni-directional,全向的意思)。

而采用定向天线的,被称为扇区性小区,也叫 S 型站点(S 是指 Sectorized,定向的意思)。

在 O 和 S 的基础上,根据每个扇区配置的载频数,型号还有细分。

例如 O1 和 O3,O1 就代表是一个全向 1 载频配置的基站,而 O3 就代表是一个全向 3 载频配置的基站。

S 有 3 个扇区,更复杂一点,有 S111、S222、S333 等。

  • S111,代表三个扇区各配置 1 载频,对应异频组网。

  • S222,代表三个扇区各配置 2 载频,对应混频组网。

  • S333,代表三个扇区各配置 3 载频,对应同频组网。

注意啊,一个扇区最大不止 3 个载频,甚至可以是 S16/16/16。一个站点也可以不止 3 个扇区,可以更多,例如 S222222。

那么,是不是每个扇区的载频越多越好呢?当然不是,一方面,取决于运营商手上所拥有的合法频段。另一方面,要考虑实际的需求,以及成本。

总而言之,444 天线是天线型号的命名方式,S333 是基站站型的命名方式,两者完全不同,大家不要混淆。

好啦,以上就是今天文章的全部内容。大家都看懂了吗?

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