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      類型分類：
      
        
      
         科普知識(shí) 
        
      
        
      
        
      
        
      數(shù)據(jù)分類：
      
        
       電阻加熱器
      
        
      
        
      
      
      
 
      
      
         
      
             
      5G基站引入大規(guī)模陣列天線，射頻產(chǎn)業(yè)鏈迎來發(fā)展新機(jī)遇
      
             
      發(fā)布日期：2022-10-18                  點(diǎn)擊率：74   
      
         
      
         
      
            
        
      
            
        
      
        
      
	5G基站引入大規(guī)模陣列天線
      

      
	MassiveMIMO，即大規(guī)模MIMO(Multiple-inputMultiple-output，多輸入多輸出)技術(shù)，旨在通過更多的天線大幅提高網(wǎng)絡(luò)容量和信號(hào)質(zhì)量，原理上可類比高速公路拓展馬路道數(shù)來提高車流量。
      

      
	 
      

      
	采用MassiveMIMO的5G基站不但可以通過復(fù)用更多的無線信號(hào)流提升網(wǎng)絡(luò)容量，還可通過波束賦形大幅提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。
      

      
	 
      

      
	波束賦形技術(shù)通過調(diào)整天線增益空間分布，使信號(hào)能量在發(fā)送時(shí)更集中指向目標(biāo)終端，以彌補(bǔ)信號(hào)發(fā)送后在空間傳輸?shù)膿p耗，大幅提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。
      

      
	 
      

      
	相比較4G基站，采用支持大規(guī)模陣列天線技術(shù)的AAU是5G基站成本大幅增加的主要原因。
      

      
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	天線尺寸與頻率相關(guān)，5G天線或以64通道為主
      

      
	根據(jù)無線通信原理，為了保證天線發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換效率最高，一般天線振子的間距必須要大于半個(gè)無線信號(hào)波長，而無線信號(hào)波長與無線信號(hào)頻率成反比(λ=c/f，其中c為光速，f即無線信號(hào)頻率)，即當(dāng)信號(hào)頻率越高，信號(hào)波長越小。
      

      
	 
      

      
	未來國內(nèi)5G頻段或以3.5GHz和2.6GHz為主，根據(jù)此頻段得出半個(gè)波長大概是4.3cm/5.8cm。
      

      
	 
      

      
	根據(jù)目前的5G測試來看，目前采用64通道的MassiveMIMO技術(shù)是各個(gè)設(shè)備商的主流測試選擇。
      

      
	 
      

      
	雖然通道數(shù)越多，網(wǎng)絡(luò)的性能越高，但綜合考慮天線尺寸大小/重量、天線性能以及成本因素，目前運(yùn)營商也在考慮低成本的MassiveMIMO方案—16通道。
      

      
	 
      

      
	我們認(rèn)為，5G前期如果64通道天線成本未下降到運(yùn)營商接受的范圍內(nèi)，可能運(yùn)營商在滿足部署和容量的情況下優(yōu)先考慮16通道方案。
      

      
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	5G 基站架構(gòu)發(fā)生較大變化，天線有源化趨勢明顯
      

      
	4G 宏基站主要分三個(gè)部分:天線、射 頻單元 RRU 和部署在機(jī)房內(nèi)的基帶處理單元 BBU。
      

      
	 
      

      
	5G 網(wǎng)絡(luò)傾向于采用 AAU+CU+DU 的 全新無線接入網(wǎng)構(gòu)架，如下圖所示。
      

      
	 
      

      
	天線和射頻單元 RRU 將合二為一，成為全新的單元 AAU(Active Antenna Unit，有源天線單元)，AAU 除含有 RRU 射頻功能外，還將包含部 分物理層的處理功能。
      

      
	3
      

      
	5G時(shí)代，天線通道數(shù)增加以及天線有源化對天線設(shè)計(jì)提出更高要求，小型化及輕量化是基礎(chǔ)。
      

      
	 
      

      
	4G時(shí)代，天線形態(tài)基本是4T4R(FDD)或者8T8R(TDD)，根據(jù)目前測驗(yàn)的情況來看，5G時(shí)代可能以64T64R大規(guī)模陣列天線為主。
      

      
	 
      

      
	通道數(shù)同比增加了7-15倍，意味著天線對射頻器件需求量同比增加了7-15倍，同時(shí)天線無源部分將與RRU合為AAU，都對5G時(shí)代天線的體積及重量提出了更高的設(shè)計(jì)要求。
      

      
	 
      

      
	4G時(shí)代，無源天線+RRU重量大概在24-34kg，目前測試中的5GAAU重量大概在45kg左右，重量同比增加了32%~88%。所以在5G天線集成化的趨勢下，小型化及輕量化成為天線設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
      

      
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