日前，中國移動研究院在官微上正式發(fā)布了《新型透鏡天線進行首次高鐵覆蓋實驗》一文。中國移動研究院、中國移動甘肅公司與西安海天天線科技股份有限公司聯(lián)合開展的人工介質(zhì)圓柱透鏡天線在高鐵、高速等線狀縱深領域的長距覆蓋取得突破性進展。兩年以來，鐵流多次推介透鏡天線新技術，終于在今日見到項目落地。首先感謝中國移動管理層敢為人先擁抱新技術的第一個吃螃蟹精神。移動研究院的新聞內(nèi)容很短，欣喜之余，對該文予以解讀，讓大家對該技術更深入的了解。

該次高鐵覆蓋實驗中，中國移動甘肅公司使用了西安海天天線公司生產(chǎn)的透鏡天線，通過“隔站閉站”的方式減少了一半基站，其效果達到甚至優(yōu)于移動集團要求的技術標準，從而實現(xiàn)“降本增效”（ 即降低 50%的運營費用及 50%的新基站建設投資）節(jié)能降耗的目的。目前中國移動總部向各省公司已經(jīng)下發(fā)了《關于開展新型天線最佳實踐推廣的通知》。之所以中移動對透鏡天線如此青睞，主要是透鏡天線有助于解決現(xiàn)階段基站存在的功耗、覆蓋、成本這三大短板，尤其是無比頭疼的功耗問題，透鏡天線起到了藥到病除的效果。

從運營商公布的數(shù)據(jù)看，現(xiàn)階段 5G 技術存在著兩個不可回避的短板，功耗與覆蓋。

以覆蓋來說，相比 4G 基站 800 至 1000 米的覆蓋距離，5G（中頻）基站的覆蓋距離只有 200 至 300 米。要想達到 4G 的廣義覆蓋水平，5G 基站的建設規(guī)模將數(shù)倍于 4G 基站。運營商不堪重負。

就功耗來說，5G 基站是 4G 基站功耗的 3 倍左右。中國電信技術創(chuàng)新中心副主任楊峰義指出，5G 基站典型功耗在 3500 瓦左右。同樣覆蓋目標情況下，5G 基站數(shù)量將達到 4G 的 3-4 倍，這樣 5G 移動網(wǎng)絡的整體能耗將是 4G 的 9 倍以上。2018 年全年三家運營商的移動基站共耗電約 270 億度，總電費約 240 億元，在同樣覆蓋情況下，5G 網(wǎng)絡的能耗將達到 2430 億度，電費將達到 2160 億元。

根據(jù) 2019 年財報，三大運營商營收總和為 1.4 萬億元，總利潤為 1384 億元。換言之，就是 5G 基站的功耗會達到三大運營商的總利潤的 1.5 倍。因此，中國聯(lián)通宣布在每天（21:00- 次日 9:00）時間段內(nèi)，根據(jù)實際的 5G 基站負荷情況，對 5G 基站進行智能化關閉。

功耗之所以如此之高，與 MIMO 天線（64T/64R）有很大關系。

透鏡天線技術具有高增益、垂直波瓣寬、損耗小、天線效率高的優(yōu)勢，使用介質(zhì)圓柱透鏡天線基站的覆蓋面積是使用傳統(tǒng)板狀天線基站的覆蓋面積 4 倍以上。就功耗來說，采用透鏡天線后，可以大幅簡化基站的天饋系統(tǒng)，RUU 可以直接減少一半，使系統(tǒng)能耗下降 50%至 70%。因此，基站的數(shù)量可大幅減少，這對后期減少站址、節(jié)省鐵塔租賃費、電費、維護費等運營成本提供了技術支撐及可行性。據(jù)甘肅移動的營運數(shù)據(jù)表明，綜合成本節(jié)省約 50%以上。

近年來，中移動與西安海天天線聯(lián)合在甘肅、陜西、廣東、福建、天津、江西、云南、江蘇等地完成了多場景的實地聯(lián)網(wǎng)測試，從測試結(jié)果看，透鏡天線達到了提升覆蓋，降低功耗、以及節(jié)約成本的目標。

舉例：

中移動在甘肅蘭新高鐵使用透鏡天線對站點進行改造，將目標小區(qū) 6 個站點中的 3 個站點進行了替換，然后對高速運行中的高鐵進行測試。從結(jié)果看，完全滿足了對高鐵覆蓋各項參數(shù)的要求，并且感知度（優(yōu)良率）比原天線狀態(tài)（不閉站、原板狀天線）更好。

中移動在江西、天津等地的測試也表明，利用透鏡天線對站點進行改造后，高鐵和高速公路整體網(wǎng)絡質(zhì)量提升明顯，透鏡天線相對于常規(guī)平板天線有效提升了覆蓋水平和網(wǎng)絡質(zhì)量，改善了用戶體驗。

之所以透鏡天線能在鐵路和公路率先聯(lián)網(wǎng)應用，主要是它解決了現(xiàn)階段市場主流設備商無法解決的痛點。高鐵和高速公路通信網(wǎng)絡的覆蓋一直是老大難問題，原因有以下兩點。首先，高鐵車廂是一個封閉的金屬盒子，電磁波要進入車廂內(nèi)，對信號強度有較高要求。

其次，高鐵在高速移動中，勢必頻繁變換基站，導致數(shù)據(jù)丟包。高鐵和高速公路場景是網(wǎng)絡覆蓋中難啃的“骨頭”。從應用結(jié)果看，西安海天天線公司的新型介質(zhì)透鏡天線為運營商提供了圓滿的解決方案。

此外，透鏡天線的適用范圍遠不止鐵路和公路場景，在城鄉(xiāng)廣域覆蓋和城市 CBD 等場景也有廣闊的前景。就城市 CBD 場景而言，透鏡天線也具有不可撼動的優(yōu)勢，中移動《關于開展新型天線最佳實踐推廣的通知》里提到：“多波束天線可部署于演唱會、展覽、體育賽事等重保場景，進一步提升網(wǎng)絡容量、改善客戶體驗”，“后續(xù)計劃引入 F 頻段多波束天線，建議部署在 5G 基站反向開通 3D-MIMO 后仍無法滿足的極端高容量需求場景”。

事實上城市 CBD 場景屬于市場中的“肥肉”，目前通信大廠牢牢把持著這塊市場。在過去 2 年多時間里，雖然中移動希望某些大廠能夠從我國通信行業(yè)的整體發(fā)展的高度出發(fā)，不局限于通信大廠自身利益，拋棄落后技術，擁抱先進技術，推進整體行業(yè)進步。但理想很豐滿，現(xiàn)實很骨感，傳統(tǒng)大廠對新技術一直采用封閉保守的態(tài)度。

由于透鏡天線在功耗和覆蓋方面相對于傳統(tǒng)天線有著無與倫比的優(yōu)勢，在未來新型 wifi、無人駕駛與 SpaceX 的星鏈系統(tǒng)幾大領域的市場潛力不可小覷。

天線技術一百年來技術路線并無變革， 人工介質(zhì)透鏡技術是一種革命性的技術，為中國乃至世界的通信行業(yè)提供了全新的解決方案。
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