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5G基站天线研究——5G基站天线由NSA

到SA形式的过渡

2019年6月6日，工信部向中国三家通信公司和广电网络发放5G商用牌照，

标志着移动通信网络正式进入level5。近年来，无线移动通信的发展突飞猛进，

仅仅半个世纪的时间，移动通信便从第一代的移动通信系统（1G）发展到如今即

将商用的第五代移动通信系统（5G）。但发展至今，仍然有许多无法解决的问题

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在挑战着科学家们。

天线，是用于收发射频信号的无源器件，其决定了通信质量、信号功率、信

号带宽、连接速度等通信指标，是通信系统的核心。按照在通信网络中的应用，

天线可以分为无线通讯终端天线和网络覆盖传输天。5G基站的天线处于主要工

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作频段之外,在抗干扰能力方面要求很高。相较于4G，5G在网络架构、实现方

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式、运维及服务对象方面均发生了变化。

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第五代移动通信技术迅猛发展,随着国内5G通信基站的大量建设，其电磁

辐射也成为环境监测和公众关注的焦点。随着5G的发展及推广,针对5G基站

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天线的研究热度越来越高，因为相较于4G，在5G通信系统中基站天线在功能上

有着很大的变化，其中最为关键的功能即为波束扫描。目前，5G移动通信已初

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步实现商用。

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以前的老式的直板机和大哥大都是有外置天线的，就好像是收音机的天线，

要是如今的手机安一个这样的天线，应该没什么接受的了。当一种技术成为过时

的代名词，其被淘汰就是意料之中的事，当大家开始把天线做在手机内部的时候，

从那时候的塑料机到现在我们看到的一些三段式金属手机，其实原理上都大同小

异，把手机拆开，在顶部和底部看到一些很奇怪的纹路，其实这就是内部的天线，

为什么要做成这种弯弯曲曲的呢？因为天线必须要有一定的辐射长度才能正常的

工作，而在内部空间有限的情况下，也只能做成现在所看到的样子了，这种就是

FPC天线，简单来说就是把一小部分FPC(软性印刷电路)用作天线，但是这种已

经十分少见了，大部分都换成了激光印刻(LDS天线)，直接把金属打印在塑料基

材上，另外还有一种是PCB天线，原理和上面的一样,不同之处就是在电路设计

时将天线线路设计成PCB上的铜线而取代天线这种元器件。

众所周知，信号从1G发展到5G意味着信号波长变短，最直观的表现形式就

是单位面积基站的覆盖面积逐渐减小，目前，由NSA（非独立组网架构）实现的

5G信号部署所建设的基站量是由SA（独立组网架构）实现的4G信号部署的很多

倍，并且5GNSA的信号质量非常的差，甚至连较厚的墙多有可能无法穿透。所以

究竟如何才能快速有效地解决5G由NSA到SA的过渡是目前科学家致力于解决的

问题之一。要了解这一问题及找到对策，需要先了解什么是NSA和SA部署，其

异同点和优劣性，为什么SA比NSA适用性更广。

NSA（非独立组网架构）指的是用在运行的4G基础设施进行5G网络部署。

基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据，其控制信令仍通过4G网络传输。通过

NSA的基本定义形式可以发现NSA部署的5G承载的依旧是4G形式流量，但目前

NSA确实属于真5G的范畴，可能也是对目前技术局限性的妥协。使用NSA部署实

现5G网络的原理和形式有以下几点：双连接：手机能同时使用4G和5G，同时异

频上传和下载数据，通常情况下会有一个主连接和一个从连接；控制面锚点：双

连接中的负责控制面的基站就叫做控制面锚点；分流控制点：用户上传和下载的

数据需要分流至双连接的两条独立路径上传送，而此时需要一个分流的位置，这

个点便是分流控制点。总得来说，NSA要比SA复杂得多,这也是省钱所必须要付

出的代价。

SA（独立组网架构）指的是