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發表于 2019-6-9 11:15:12 |只看該作者 |倒序瀏覽
關于5G基站的幾個問題
  
一、4G5G基站有哪些不同
  
從外形上看,5GAAURRU和天線一體化單元)和4G3D-MIMO AAU好像沒有什么不同,都采用了多射頻通道和多天線技術。從下圖可以看到,二者主要的差別是5G將原本在BBU處理的部分物理層下放到了AAU。這主要的目的是為了降低IR口(RRU-BBU之間的接口)的前傳帶寬壓力。即,4GIR口傳遞的是I/Q復數符號,而5G只是傳遞實數符號,加上必要的控制開銷,相當于5GIR口的傳輸帶寬做了大約2.2倍的壓縮。
  
  
1 4/5G AAU對比
  
二、未來天面有什么變化
  
5G建網初期,很多站點就同時存在2/3/4/5G的基站設備,如何有效整合,使一個物理設備可以同時提供多種網絡制式,不但可以大大減少基站的連線,而且可以降低基站的總重量。
  
         以某地移動網絡為例,一個可能的單站設備組成是:
  
1BBU1BBU同時提供2/4/5G網絡的基帶功能;
  
2RRU3×3RRU1900MHz頻段的RRU可用于GSM900/NB-IoT/FDD90011800MHz頻段的RRU可用于GSM1800/FDD1800119002100MHz頻段的RRU可用于TDD  FA
  
3)天線:2×3個天線/AAU1個為4+4+8端口的多頻獨立電調的天線;1個為D頻段的AAU可同時用于4G5G
  
         即需要2個平臺和6個抱桿,這與當前的天面空間需求是一樣的,只是重量增加了。如果按照過于的租賃計費模型,建設5G好像跟鐵塔沒太大關系。注:室分要么直接饋入信源,要么采用新型數字化室分,更沒鐵塔什么事。
  
  
2 4/5G基站組成與連接圖
  
  
3 典型5G  AAU的設備參數
  
1、重量問題
  
如上所述,天面上將有9RRU34+4+8的大天線和3AAU,其總重量大約為750kg,相當于10個成年男性的重量。
  
2、供電問題
  
1)功率需求大增:5G S111配置功耗約需4000w,同時考慮滿足2/4G設備的供電需求,約需總功率6000W左右。單個站點同時承載三家運營商的全部設備,功率不會低于18kW。如此大的功率對開關電源和空氣開關的數量、電流、線徑都會提出新的要求。
  
         在大量民用電里,電壓只有220V,電流一般不超過50A,同時為三個運營商的多套設備供電問題是非常突出的。一個可能的解決辦法就是隨RRU增加一塊刀片電源(鐵鋰電池)在用電高峰時與市電同步放電增加功率,在用電低谷時反向充電。
  
2)散熱問題突出:如上圖x,單個RRU的最大功率為1264w,能效比為3,那么AAU的熱能有843w。根據斯特潘-波爾茲曼定律,這相當于76度黑體的輻射功率。而AAU設備的工作溫度不超過55度,因此對器件的散熱能力提出了很高的要求。為了解決散熱問題,有些設備的重量和體積會做得比較大,多看看背后,能發現好多文章。
  
  
4 某公司AAU的背面視圖
  
3)直流供電:傳統的RRU掛在抱桿下部,抱桿本身就是一個很好的避雷措施。5GRRU將置于抱桿的頂端,為避免雷擊和導電,必須采用直流供電(交流供電電源線容易引發感應雷入侵機房)。直流供電電源線的長度與電壓有關,電壓越高距離越長,因此未來很可能采用最高的57V來供電,但長度一般也不超過100米。
  
三、為什么不需要100GE光模塊
  
如前文《簡要解讀中國移動5G設備技術規范》所述,一個100MHz&64通道的5G載波,CPRI口需要的速率帶寬是314.57Gbps,采用3.2倍壓縮技術,將帶寬最終壓縮到98.3Gbps,因此一個100GE的光模塊也可以滿足要求。
  
  
為解決前傳帶寬劇增的問題,在原CPRI接口協議的基礎上,定義了eCPRI接口協議,傳輸底層承載修改為以太網,目前最新的版本為v1.1。與CPRI承載基帶I/Q信號不同,eCPRI承載PDU(具體到Ie為經過LDPC編碼的碼塊組(CBG)),因此傳輸帶寬可以減少12倍(主要來自I/Q分量2倍,層映射4倍和預編碼等)以上。
  
  
5 eCPRI分割位置
  
圖中Ie位置為eCPRI的分割點,I1CPRI的分割點。下表為典型小區配置下的eCPRI接口線速率需求。
  
  
對于中國移動而言,一個D頻段AAU將來最大可以開啟1100MHz&64通道的NR載波和320MHz&64通道的LTE3D-MIMO載波,因此需要225GEeCPRE接口即可。
  
四、總結
  
說點題外話,AAU里頭難度最大的是高效率功放、小體積濾波,高精度DAC/ADCFPGA芯片和64個通道與192個陣子之間的焊接工藝。這些都是很有技術含量的東西,遺憾的是,大部分元器件都在美國TIADIQorvoxillinux等公司手里,我們是真的玩不起。
  

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2018-6-2
2#
發表于 2019-6-10 02:21:59 來自手機 |只看該作者
很好的資料,謝謝樓主。不過好像圖片都掛了

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