中國移動在2018年巴塞羅那通信展MWC上再次發(fā)布了“5G大規(guī)模外場測試技術(shù)要求(V1.0)”,其中5G基站部分的主要技術(shù)指標(biāo)如下: (1)天線 天線由192個陣子組成;水平方向必須支持16個獨(dú)立的陣子;廣播波束采用時分固定波束的掃描,支持最大8個固定波束。 (2)射頻 支持上下行64個收發(fā)通道。 (3)基帶 同時支持CU-DU分布架構(gòu)和CU-DU融合架構(gòu)。 (4)100MHz帶寬小區(qū)峰值速率
下面做一個簡單的解讀
192個陣子按(12,8,2)矩陣的形式排列,即12行8列2極化。結(jié)合射頻通道數(shù)和“水平方向必須支持16個獨(dú)立的陣子”的要求,邏輯陣列(通道數(shù)或射頻鏈路數(shù))應(yīng)為(4,8,2),即每3個陣子共用一條射頻鏈路(包含放大器、濾波器、ADC/DAC等射頻器件)。 (1)關(guān)于碼本數(shù)、層數(shù)和通道數(shù) 根據(jù)36.211,碼本數(shù)<=層數(shù)<=通道數(shù)。即,本規(guī)范4個通道對應(yīng)一層(流),即每一層都有4個收發(fā)器在工作,這有利于增強(qiáng)覆蓋能力。 (2)3D-MIMO 水平波束賦形有16個陣子=8×2,8對相位和幅度權(quán)值,水平3dB波瓣寬度略大,技術(shù)規(guī)范要求不大于15度,最多有8個波束。 垂直波束賦形有24個陣子=12×2,12對相位和幅度權(quán)值,垂直3dB波瓣寬度更小,技術(shù)規(guī)范要求不大于6度,最多有4個波束。 (3)Massive MIMO Massive MIMO能抑制非相干干擾(如噪聲和信道估計誤差)提升小區(qū)的峰值速率,當(dāng)用戶數(shù)增加,且高于天線數(shù)量的1/4時,信道硬化的特性將趨向消失。即,同時數(shù)傳用戶數(shù)超過48個時,小區(qū)峰值速率將趨向飽和。 (4)混合波束賦形 為了降低成本,規(guī)范并沒有要求采用全數(shù)字波束賦形結(jié)構(gòu),而是采用了混合波束賦形結(jié)構(gòu)。垂直方向上每3個陣子共用一條RF鏈路,通過模擬波束賦形的方式給陣子提供相應(yīng)的相位和幅度權(quán)值,即先對模擬信號做功分,然后調(diào)整3路模擬信號的移相器和放大器實(shí)現(xiàn)波束賦形。
(1)空口峰值速率 小區(qū)的空口峰值速率與層數(shù)、最大調(diào)制階數(shù)、載波帶寬、載波參數(shù)配置u、時隙配置和特殊時隙配置等有關(guān), 峰值速率=每幀可用子幀數(shù)×每子幀最大可用RB數(shù)×每RB符號數(shù)×每符號最大bit數(shù)×層數(shù)×載波數(shù) 對于100MHz載波,配置子載波帶寬為30KHz,2.5ms雙周期幀結(jié)構(gòu),特殊時隙配比10:2:2。
(2)IR口峰值速率 IR口指RU與DU之間的接口,現(xiàn)階段將采用eCPRI協(xié)議,最新的CPRI選項10的最大速率為24.33Gbps,需要25GE的光模塊與其匹配。 采用同上的參數(shù),下行的IR口最大速率與通道數(shù)、CPRI采樣比特數(shù)、載波帶寬、子載波帶寬等有關(guān), IR速率= CPRI采樣比特數(shù)×IQ采樣率×(1+CPRI控制字開銷)×(1+線路編碼開銷)×通道數(shù)
以典型100MHz載波為例,即使CPRI做了3被壓縮,IR帶寬仍高達(dá)104.86Gbps,因此需要5個CPRI接口??紤]到AAU中已經(jīng)包含了部分物理層處理功能(BBL,L1分割),CPRI承載的IQ數(shù)據(jù)速率是eCPRI承載的符號和比特流速率的2.2倍(處理開銷10%,IQ兩路)。通過物理層的分割將速率下降到了47.66Gbps,即2個25GE的光口就可以滿足要求。
基站的形態(tài)將發(fā)生較大的改變,大概會經(jīng)歷4個階段,按時間順序排列。
各傳統(tǒng)基站設(shè)備提供商為保護(hù)自身的利益,利用CPRI接口協(xié)議的私有性,綁定RRU和BBU拒絕開放,試圖延緩或阻止其他設(shè)備提供商的進(jìn)入。但運(yùn)營商希望引入競爭,降低建網(wǎng)成本,牽頭成立了ORAN組織,希望實(shí)現(xiàn)無線接入網(wǎng)的接口開放化、硬件白盒化、軟件開源化、網(wǎng)絡(luò)智能化。可以預(yù)見黑盒設(shè)備平臺,如華為5900平臺,諾基亞AirScale平臺在5G建網(wǎng)初期還會繼續(xù)得以升級保留,5G正式商用后將逐步被完全白盒化的X86平臺所替換。 對于運(yùn)營商來說,開放的無線網(wǎng)將得到軟件智能定義的靈活性,競爭帶來的成本降低和更快的創(chuàng)新速度,但也同時將面臨網(wǎng)絡(luò)的碎片化和運(yùn)維的復(fù)雜性。特別是開放的網(wǎng)絡(luò),將使未來基站可以像今天的WLAN路由器一樣,可以自行購買并獨(dú)立安裝,運(yùn)營商進(jìn)一步喪失對網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán),管道入口將徹底失去把控。
在5G建網(wǎng)初期,基站形態(tài)暫時不會有很大的改變,但RRU必須全部更換,光模塊也從10GE更換為25GE為主,纖芯數(shù)量將倍增。 下行要達(dá)到20Gbps的峰值速率,至少需要5個100MHz載波進(jìn)行聚合。上行只有175Mbps,提升速率主要靠增加上行層數(shù)。而增加收發(fā)射頻鏈路數(shù),提高濾波器帶寬,這將對終端的功耗和體積提出極高的挑戰(zhàn)。 |
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