為保5G通訊服務質量，基站天線該如何設計？

基站天線設計技術中，包括多波束(Multi-Beam)、主動陣列天線(Active Phased Array)、波束成形(Beamforming)、巨量天線(Massive MIMO)等。

5G天線設計不斷系統化和複雜化，例如波束陣列(實現空分復用)、多波束及多、高頻段，對天線提出更高需求，並涉及整個系統與兼容問題，尤其陣列天線設計好壞會左右傳輸容量、覆蓋範圍及效率，對於電信業者來說，影響其營運成本與資本支出。

在5G裝置上部署MIMO將帶來設計上的挑戰

基站天線為基站設備與終端使用者間之信息能轉換，在訊號發送過程中，調製後射頻電流經基站天線轉換為電磁波，向預定區域(如手機)輻射出去；接收過程中，使用者信息經調製後之電磁波，由基站天線接收，有效地轉換為射頻電流，傳輸至局端設備，即基站天線在行動通訊中佔有傳達的重要角色，直接影響通訊網路服務質量與覆蓋範圍。

目前5G基站天線設計採用64通道之Massive MIMO技術，然儘管通道數愈多、網路性能愈高，因另需考量天線性能、尺寸大小、重量及成本因素，也有不少電信運營商採用低成本的Massive MIMO 16通道解決方案。

5G基站採用大規模陣列天線技術

對電信運營商來說，基站天線配置極為關鍵，不論天線波束、增益、覆蓋方向、可用驅動功率、天線配置、極化方向等，會直接影響行動通訊網路系統性能，進而影響通訊質量。

其中MIMO技術帶動天線需求，天線為因應多載波需求，尤其在陣列天線發展上，設計難度提升，體積進一步縮小，同時增加射頻模塊(移相器(Phaser)、功率放大器、低噪放大器等)採用數量。目前全球多家電信營運商完成Massive MIMO試驗，陸續於2019～2020年完成商業部署，以支援網路中最擁擠地區之通訊。

目前5G網路多採用AAU(Active Antenna Unit) CU(Centralized Unit) DU(Distribute Unit)之無線接入網路架構，其中天線和射頻單元RRU合二為一，成為主動天線單元(Active Antenna Unit，AAU)，AAU除含有RRU射頻功能外，亦包括部分實體層處理功能。

Source：拓墣產業研究院

圖片聲明：封面圖片來自拍信網。

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