1、基于3/4G协同优化的二维电调天线方案研究中国移动北京公司、移动研究院2015年11月2目录一、成果形成背景二、成果主要内容三、成果主要创新点四、成果实际应用情况五、成果自主性情况3一、成果形成背景成果背景成果内容创新点应用情况应用情况如何解决3G天线4G天线为满足3、4G协同优化，保证两张网络的质量，因此需要寻求一种新的天线解决方案满足共天馈站点工程参数灵活、独立调整的需求。共站站点受到天面空间和业主等因素的限制往往无法单独新增天线北京现网采用FAD合路器天线解决3、4G共天馈优势：3G和4G共用一根天线，解决了共天馈问题。劣势：两张网络仅能设置一套工程参数（水平方向的、下倾角的），无法兼顾
2、，必然有一张网络性能受到影响。4二、成果主要内容：概述项目成果：项目成果：5 5项专利项专利+1 1项国际大奖项国际大奖+1+1篇论文篇论文+1+1本现网应用本现网应用指导（网络指导（网络20143182014318号）号）+1+1项集团一类成果项集团一类成果+1+1次业内主题演讲次业内主题演讲+多家网络媒体报道多家网络媒体报道成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应用情况应用情况2015.11u全国商用数量近2万副（北京2300副）；u3、4G共天馈站点比例近70%，共天馈比例逐步增加u3、4G共天馈站点比例56%u完成现网测试；输出现网指导意见2011年北京开展4G单站验证，4G与3
3、G共天馈难题逐步暴露2012年完成二维独立电调天线方案的理论研究、仿真分析，并完成专利申请。2013年公开比选方式确定合作厂家，完成样品开发2014.32014.6u北京全网商用二维独立电调天线u进入集团4G二期集采；u获得GTB“移动网络基础设施创新”大奖基于多阵列波束合成原理水平维度（水平方向角电调）：赋型权值的软件调整方案垂直维度（下倾角电调）：馈电网络的硬件调整方案二维独立电调天线专利方案商用方案商用方案5垂直电调:移相器水平电调：赋形权值二、成果主要内容：二维独立电调机制2G3G4G双通道双极化天线八通道双极化天线八通道双极化天线l不具备水平电调的硬件基础l支持下倾角电调方案仿真图
4、M1mmHHmHM1mmmHlg20Hlg20afwwP水平方向图数学建模求解已知频率、阵列数、偏转角度等赋型权值（相位、幅度）成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应用情况应用情况垂直：移相器 倾角独立调整复杂度大幅增加水平：移相器方案 复杂度呈指数增加水平：权值方案 硬件复杂度无变化l具备水平电调的硬件基础l支持下倾角电调l具备水平电调的硬件基础l支持下倾角电调二维电调方案：赋型权值（软件）+移相器（硬件）6二、成果主要内容：RAE远程调整方案通过“ADD RAE”指令，配置远程调节水平方向角（RAE）设备商用方案中，通过升级后台网管软件，增加水平方向角、下倾角分频段独立调整的功能和
5、界面，通过设置网管系统中的水平方向角权值和下倾角，达到独立调整各个频段水平方向角、下倾角的目的，实现“天线-主设备-网管”端到端远程维护。通过设置“波束赋形天线方位角偏转”，调整该频段对应的水平方向角偏转角度。同一天线的不同频段采用不同编号区分，通过“天线设备编号”的区别实现各频段的独立调整。关键步骤关键步骤成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应用情况应用情况关键步骤通过设置“倾角”，达到调整各个频段下倾角的目的。7三、成果主要创新点成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应用情况应用情况五项专利从无到有，首例应用从无到有，首例应用：水平方向角的独立调整尚无先例创新点软软硬结合，落
6、地实施硬结合，落地实施：软件的权值结合硬件的移相器，降低实现难度和成本，推动样品的快速成型。创新点专利1：水平（垂直）维度采用软件的赋形权值方案实现波形偏转，并在专利中明确该维度天线阵列的数学建模，给出每度波形偏转求解对应权值的方案，同时结合垂直（水平）维度的硬件馈电网络的电调方案，实现天线波束在水平、垂直两个维度上分频段独立调整。专利2：水平和垂直维度均采用软件的赋形权值方案实现波形偏转，并在专利中明确对应维度天线阵列的数学建模，给出每度波形偏转求解对应权值的方案，实现天线波束在水平、垂直两个维度上分频段独立调整。专利3：在网络优化过程，网络根据性能需要，自适应的实现天线二维波束的调整，适应
7、网络覆盖的需要。获得2014年GTB“移动网络基础设施创新”大奖（国际奖项）远程调整，维护便捷远程调整，维护便捷：天线信息化管理方案（RAE技术），为智能天线的权值管理与应用提供了“天线-主设备-网管”端到端的解决方案，为维护人员提供了便捷的远程维护手段。创新点专利4：实现了权值配置和管理的方案，是RAE协议的基础。专利5：实现了F和D共天馈且独立电调下倾角的方案。8四、成果实际应用情况：现网测试成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应用情况应用情况北京大兴测试站点测试点及测试区域F频段：左定点区域电调与机械调整对比（RSRP）D频段：左定点区域电调与机械调整对比（RSRP）测试结论电调
8、与机械调整RSRP变化趋势一致且相同角度下个测试点的RSRP接近（一般差距在12dB），水平方向角电调效果与机械调整类似。F频段：右定点区域电调2与机械调整对比（RSRP）D频段：右定点区域电调2与机械调整对比（RSRP）9成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应用情况应用情况四、成果实际应用情况：仿真评估由于在现网频繁更换一个区域的天线实施难度较大，因此在北京现网选取一个区域采用规划仿真的方式评估二维独立电调天线的应用效果。更换后更换前效果解决了该区域超过55%扇区的水平方向角优化需求效果更换二维独立电调天线后，该区域边缘性能提升超过22%效果更换二维独立电调天线后，该区域整体性能提升
9、近6%扇区数方位角需优化扇区数电下倾角需优化扇区数数量1216794比例55.37%77.69%仿真过程中工参调整的结果统计：根据仿真结果：现网有水平方向角独立调整的需求；更换二维独立电调天线能够有效提升网络性能。10作为3、4G共站共天馈共性的协同优化问题，二维独立电调天线提出了一种有效的解决手段，目前作为集团公司2014年的一类成果，已经被江苏、江西、上海等24个省份应用超过2万副。被评为集团公司2014年一类科技成果“C114中国通信网”、“通信世界网”、“微波射频网”、“中国信息产业网”等多家业内网络媒体对项目成果进行了报道，并有多家网络媒体进行了转载。成果背景成果背景成果内容成果内容
10、创新点创新点应用情况应用情况四、成果实际应用情况：应用推广“2014年LTE网络创新研讨会”主题演讲及优秀论文省份应用数量江苏6000+江西3000+上海3000+北京2000+湖南2000+广东1900+浙江1000+广西1000+天津1000+河南1000+福建900+辽宁700+甘肃700+青海600+云南500+四川400+湖北400+黑龙江200+吉林200+河北100+重庆100+山西100+内蒙古70+安徽15新疆3目前目前未来未来D频段4G基站F频段4G网络F、D频段协同优化3G4G3、4G协同优化11四、成果实际应用情况：经济效益成果背景成果背景成果内容成果内容创新点创新点应
11、用情况应用情况项目总投资额40万回收期（年）栏目年份新增利润新增税收创收外汇（美元）节支总额2014年 1387.52015年 2867.5采用二维独立电调天线，一副天线可达到2副独立天线的部署效果，从该角度考虑，节约成本主要与天线成本（原2副天线可用1副二维独立电调天线代替）、天面成本（原2副天线的天面只用1副天线的天面）、施工成本（原2副天线的施工成本可以缩减为1副天线的施工成本）相关，具体依据如下：天线成本：普通天线=0.3*2=0.6万；二维独立电调天线=0.8*1=0.8万；天面成本：普通天线=2*2=4万；二维独立电调天线=2*1=2万；施工成本：普通天线=0.05*2=0.1万；
12、二维独立电调天线=0.05*1=0.05万每副二维独立电调天线节约成本=（0.6+4+0.1）-（0.8+2+0.05）=4.7-2.85=1.85万2014年现网已经安装750副；2015年截至8月合同总额为1550副，因此2014年节支总额=750*1.85 =1387.5万；2015年节支总额=1550*1.85 =2867.5万总节支总额=1387.5+2867.5=4255万2300副新型天线应用，节支总额约4255万12五、成果自主性情况p 北京公司2012年完成二维独立电调天线的方案的理论研究、仿真分析和专利申请，将二维波束的合成方案，包括每度波束调整的计算方案等进行了保护。p
13、结合研究院RAE方面专利，形成了端到端的解决方案。核心专利北京公司、研究院样品开发委托外部单位现网商用北京公司组织开展委托外部单位，根据北京公司提出的专利方案，完成样品的开发。在北京现网选取场景，安装新型天线，在北京现网组织对比测试；经现网验证后，输出指导意见，在北京现网落地商用。感谢聆听敬请指导！14附件一、专利相关性说明（科技组）国 别专 利 号授 权 号项 目 名 称项目与专利关系说明中国201210537449.2 一种天线辐射波束的发射方法及装置强相关，该专利提出了水平、垂直两个维度均采用软件赋形的方式实现独立电调，是项目研究输出的二维独立电调天线波束合成的一种方案，是项目的核心成果
14、之一中国201210537446.9 一种天线辐射波束的发射方法及装置强相关，该专利提出了一种软件赋形结合硬件馈电网络的二维独立电调天线波束合成的方案，是项目研究输出的二维电调波束合成方案的一种方式，是项目的核心成果，也是项目最终产品实现所采用的专利方案中国201510016686.8 一种基于波束合成的网络自适应调整方案及装置强相关，该专利提出了一种基于二维波束合成的网络自动优化方案，是二维独立电调天线在现网应用的一种创新尝试，能够进一步提升应用二维独立电调天线的网络优化效率，是项目在现网应用主要成果之一中国CN200910241549.9 ZL 200910241549.9一种支持异系统独立电调的智能天线设备及方法强相关，实现了F和D共天馈且独立电调下倾角的方案中国CN201110096484.0ZL 201110096484.0一种智能天线参数配置的发送和接收方法及装置强相关，实现了权值配置和管理的方案，是RAE协议的基础15附件二、成果与研发计划的关系（科技组）本项目根据现网需求，基于省公司自立项目TD-LTE新型天线解决方案研究（项目编号：XM2013WL-061882）开展。
