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發表于 2019-8-8 15:38:11 |只看該作者 |倒序瀏覽
有源小基站成為5G熱寵

    5G由于其高工作頻段、大傳輸帶寬的特點,帶來了無線流量的快速增長,也給運營商進行5G部署帶來了挑戰。傳統無源室分系統的工作頻段在800MHz-2.7GHz,在5G高頻段下(例如3.5GHz)不能針對其進行平滑升級,同時室外覆蓋室內也因為頻段問題而遇到瓶頸。由此,尤其是對于3.5GHz頻段而言,需要構建基于小基站的有源室分系統用于實現室內5G網絡覆蓋,在滿足室內的高速上網需求的同時為未來升級提供可能,而大量部署5G有源小基站將明顯提升網絡部署成本,成為運營商需要面對的重要問題。

    對于有源室分小基站,其架構通常為分布式的BBU+交換機+RRU三級架構,按部署場景,可以將BBU部署于建筑物中心機房,交換設備置于各層弱電井,遠端單元負責實現用戶覆蓋。在BBU側可以通過小區合并和分裂為動態滿足不同的場景容量需求。另一方面基于有源小基站有利于實現精準定位、故障監控等無源室分無法處理的新功能。

    目前以華為Lampsite、中興Qcell、愛立信Dot為代表的有源室分系統成為5G室內主流方案。
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4T4R為什么成為3.5GHz標配?

    一直以來,在5G室內小基站產業鏈里有個基本共識,對于3.5GHz,4T4R是RRU多天線的標配。首先,受限于安裝空間,室內 5G 網絡無法安裝體積較大的 Massive MIMO(64T64R)天線, 只能選擇體積較小的 MIMO 天線;而從覆蓋角度看,3.5GHz的4T4R可以達到與1.8GHz的LTE同覆蓋;從系統容量角度看,4T4R可以使系統容量最大化;而且因為5G終端為2T4R,4T4R的小基站也與其能力相匹配。

    下圖為截自華為公司的室內5G網絡白皮書的小區邊緣速率,結果能夠佐證4T4R的有效性。其使用了3GPP 38.900協議定義的室內非視距場景傳播模型,考慮一堵室內建筑物墻體損耗、頭端發射功率與4G相近:

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    當射頻頭端選擇2T2R時,若考慮頭端發射功率為250mW,其覆蓋和容量都會較4T4R有所降低,但我們如果進一步分析,其指標的降低并非沒有應用場景。首先,從容量上來說,可以將室內覆蓋場景分為熱點高容量以及較低容量場景,對于人流密度較大的交通樞紐、大型酒店可以定義為熱點高容量場景,需要高吞吐的網絡解決方案進行覆蓋,而對于較低容量需求的室內覆蓋場景,2T2R也是有應用空間的,同時結合有源小基站的小區分裂能力,可以通過較4T4R更高的小區分裂數達到相同的系統總體峰值速率。   

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    從覆蓋的角度,2T2R的鏈路預算結果中可以看到,室內覆蓋的瓶頸在于下行數據信道,如下表所示。那么,如果提升小基站發射功率,是可以達到上下行均衡的目的,從而提升覆蓋的。

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2T2R 500mW的創新性探索

    每通道250mW(24dBm)是目前業界對小基站發射功率的共識,也是3GPP對室內站的功率要求,但究其來源無外乎是室內發射功率對人體的輻射環評影響,如果我們已論證4T4R 250mW沒有環評問題,那么總功率一致的2T2R 500mW也不存在這方面的瓶頸。

    接下來看當發射功率提升3dB,鏈路預算上又發生了什么變化?此時上下行可以實現同覆蓋!

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意義在哪里?

    那么,為什么要將一個低配的2T2R提出來還要做產業界目前沒有的設備創新呢?主要在于成本!5G時代每頭端覆蓋范圍小,需要部署大量RRU,所以RRU的成本會變得很敏感。

    從目前RRU設計架構來講,由4T4R降配至2T2R(考慮500mW高功率),經初步統計整體成本或可下降30%左右。首先,因處理計算量增大,由2T2R到4T4R將影響FPGA的選型,成本預估將下降20%-30%;其次,在收發信機芯片方面,4T4R需要兩片ADI雙通道芯片或一片ADI 4通道芯片,成本將差至少20%;RF部分,4T4R將較2T2R成本翻倍;最后是外圍電路/結構/生產方面,也會有少許成本降低。當然以上數值預估都是基于芯片非批量采購的基礎上的,批量采購的數字會有所不同。

    另外,從前傳帶寬來看,2T2R較4T4R降低一半容量需求,例如4T4R 100MHz采用Option8切分方式時前傳速率約18Gbps,采用1/2壓縮,對于10G的POE供電來說已基本到上限了。

難度在哪里?

    那么對于業界已經有的設備形態,例如2T2R 250mW,能否快速實現500mW呢?這就涉及幾方面的問題:
    首先,2T2R 250mW在不采用DPD的情況下也可以工作,但當功率推到500mW時就要求DPD算法達到一定精度了;
    其次,在設備初始設計時,需要預留功率提升空間,這里不止包括對PA和濾波器需要更換,對于系統的電源規劃設計和熱分布設計也有變化,所以會存在在既定設計上不能直接提升功率的問題。   

最后一句

    任何的創新嘗試都會經過設備開發、測試驗證等迭代環節才能趨于穩定,對于2T2R 500mW,需要對其進行完整的射頻測試及覆蓋性能測試,來看是否真正能在產業界推廣,讓我們拭目以待:)

轉自  S2微沙龍



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2018-5-24
2#
發表于 2019-8-8 16:05:51 來自手機 |只看該作者
覆蓋提升穩如提升功率。內地5g又是最低配置?

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2017-9-14
3#
發表于 2019-8-11 08:14:41 |只看該作者
都是設備商和“磚家”一面之詞。總之目的是讓你多買他們的設備,多買貴的設備。至于那些所謂的技術有沒有用,有1%的提升還是所謂10%的提升,你會信??????這些和皇帝的新衣有什么區別。磚家忽悠,運營商掏錢,最后人均82萬年薪。

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2014-3-31
4#
發表于 2019-8-12 10:17:13 |只看該作者
謝謝,學習了。為什么不從小區容量來考慮呢?
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