5G基站到底长啥样？和4G有啥区别？

这是通俗人眼中的4G和5G基站...

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这是通信人眼中的4G和5G基站...

那4G和5G基站事实有啥区别？

先来熟悉一下基站站点的组成。

一个基站站点包括了基站设备和配套设备。个中，基站设备包括基带单元、无线射频单元和天线；配套设备包括传输设备、电源、备用电池、空调、监控系统和铁塔（抱杆）等。

基站设备负责经由无线电波连结手机，并经由传输设备连结到核心收集和互联网，而电源、备用电池、空协调监控系统负责保障基站设备不乱运行。

5G站点与4G站点一样，都少不了配套设备。常日4G和5G基站是共站的，即在原有的4G站点上叠加5G设备。因为叠加5G设备后，基站设备的功耗和传输容量增加，站点配套设备还需进行响应的升级扩容。

但4G基站设备和5G基站设备是有分歧的。

如上图所示，4G基站设备由BBU（基带单元）和RRU（射频拉远单元）组成，RRU常日会拉远至接近天线的处所，BBU与RRU之间经由光纤连结，而RRU与天线之间经由馈线连结。

而5G基站设备将BBU瓜分为CU（中央单元）和DU（分布式单元），并经由光纤与AAU（有源天线单元）连结。AAU包含了RRU和天线功能，即有源射频部门与无源天线基于一体。

要熟悉具体的分歧，得从RAN（无线接入网）的和谈栈说起。

先来简练熟悉一下和谈栈各层的功能：

数据经由以上层层处理后传送到射频单元转换为模拟高频旗子，再经由无线载波传送到手机。

如上图， 4G基站由BBU和RRU组成，个中RRC、 PDCP、 RLC、MAC和 PHY各层功能集于BBU。

但到了5G时代，考虑RAN虚拟化、云化和集中化趋势以及为了削减前传容量和时延，5G基站进行了重构，首要分拆为三部门：

一个DU可撑持一个或多个小区。因为MAC层负责实时调剂无线资源，对时延要求极高，DU需与AAU就近安置（1ms以内）。一种典型的安置体式是DU和AAU共站安置，也可针对校园、工场、商城等场景，一个DU可连结多个分布式的AAU。

经由这么一拆分，4G无线接入网的前传和回传也随之拆分为三部门：前传、中传和回传。AAU和 DU之间是前传，DU和CU之间是中传，CU到核心网是回传。

讲完基站的基带部门，我们再来聊聊基站的射频部门。

为什么到了5G时代要从RRU+天线进化为有源射频部门和天线集成的AAU呢？

首要原因是5G采用了Massive MIMO手艺。

Massive MIMO首要有两大手艺优势：

1）经由波束赋形（Beamforming）提升笼盖局限和削减干扰

波束赋形就是经由调整多天线的幅度和相位，授予天线辐射图特定的外形和倾向，使无线旗子能量集中于更窄的波束上，从而可增加笼盖局限和削减干扰。

有了波束赋形，可形成准确的用户级超窄波束，并随用户位置而移动，将能量定向投放到用户位置，相对传统宽波束天线可提升旗子笼盖，同时降低小区间用户干扰。

同时，还能经由3D波束赋形在垂直维度增加一个可以行使的维度，从而可更无邪的调整小区的垂直笼盖局限，改变传统二维的无线设计体式。

2）经由空间多路复用提升小区容量

Massive MIMO可经由MU-MIMO，将在空间上复用的多个数据流同时发送给多个用户，从而可成倍提升小区容量。

若是把无线收集譬喻为高速公路，这相当于在不用增加频谱带宽的前提下，将道路扩多几条。

但问题是，要实现Massive MIMO，采用多天线是前提。波束赋形手艺的机能潜力会跟着天线数量的增加而增加，为此， 5G Massive MIMO采用了几十甚至过百个天线单元。

恰是因为Massive MIMO采用了这么多天线，才需要射频单元和天线单元基于一体的AAU设备。

要懂得这个问题，得从基站射频单元和天线的根本组成事理说起。

先来看看4G时代的RRU+天线模式（如下图），RRU首要负责基带到空口的发射/领受旗子处理，完成数字旗子和射频旗子的转换，首要包括数字系统、射频收发系统（TRX)、功放、滤波器等，再经由馈线连结天线。

而5G AAU将多个天线单元和射频单元集于一体，简略组成组织是这样的...

想象一下，若是AAU不将多个天线单元和射频单元集于一体，会发生什么景遇？

这会带来如下问题：

1）要在多个射频和天线单元之间连结那么多馈线，根基是无法完成的义务。

回首4G时代，跟着MIMO络续升级，RRU连结天线的馈线通道越来越多，铁塔上已经生出了一大串胡子，而Massive MIMO要连结过百个天线单元需要若干馈线？

2）铁塔上已经没有那么多空间撑持这么多馈线连结了，且RRU也占空间。

3）工程安装和维护会越来越复杂。

4）馈线会增加RF损耗，影响旗子笼盖。

显然，要撑持Massive MIMO需要射频单元和天线单元基于一体的AAU。

还有一个关键原因是，只有射频单元和天线单元基于一体，才能对多天线单元进行更细粒度的数字把握，从而实现波束赋形。

这些就是4G基站和5G基站的不合之处。

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