MBB時代如何破解通信基站站點建設(shè)難題

MBB快速發(fā)展，站點建設(shè)面臨極大挑戰(zhàn)
　　當前移動通訊正極大的 改變著人們的生活方式，不管是視頻聊天、電子購物，還是交通出行等，無線網(wǎng)絡(luò)都在隨時隨地為用戶提供便利。蜂窩移動通信已經(jīng)發(fā)展到第四代（4G），對于運 營商而言同時建設(shè)著2G、3G及4G三張網(wǎng)絡(luò)，基站和天線的數(shù)量越來越多，原有的站點空間面臨著挑戰(zhàn)，無法承載數(shù)量眾多的基站設(shè)備。
　　舉個例子，歐洲當前主 流頻譜有800M/900M/1800M/2100M/2600M，未來可能還有LTE700M，3.5G等其他頻譜，按照傳統(tǒng)的建網(wǎng)模式，必然需要大量 的基站設(shè)備和天線，使得站點施工無比復(fù)雜，甚至無可用空間進行加站。與此同時，隨著城市現(xiàn)代化改造的進行，城市原有的站點每年都在不斷流失，新的站點獲取 也越來越困難，以北京、上海為例每年站址流失都超過10%，無法獲取站址建設(shè)基站就意味著無法提供更好的覆蓋和更大的容量給終端用戶，用戶體驗將受到挑 戰(zhàn)。如何能夠減少站點復(fù)雜度，節(jié)省站點空間資源，并提供更廣的覆蓋和更大的容量，是通信基站發(fā)展不得不面對的難題，也是MBB時代下保障容量和體驗的關(guān) 鍵。
　　回顧基站發(fā)展歷程，通信基站形態(tài)需要再次創(chuàng)新
　　回顧移動通信的發(fā)展歷史，基站的形態(tài)在不斷創(chuàng)新發(fā)展。其中，作為無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量的主要解決手段，室外宏基站主要經(jīng)歷了兩個階段的變化。
　　第 一階段是傳統(tǒng)宏基站階段，所有基帶和射頻單元都必須放在機房中，通過饋線連接到發(fā)射塔的天線端。這種形態(tài)的基站不僅占地空間大，租金費用高，站址獲取也越 來越困難，施工周期也非常長，建站非常不便，而且由于過長的饋線帶來的較大損耗，會損失掉大量有效功率，使得覆蓋范圍變小。
　　第二階段是分布 式基站階段，以射頻拉遠為特征，基帶單元（BBU）與射頻單元（RRU）分開安裝，RRU不再限于安裝在機房內(nèi)，可節(jié)省室內(nèi)機房空間。同時RRU靠近天線 端安裝，大大降低饋線帶來的功率損耗。分布式基站從2004年后開始逐漸引入，目前分布式基站已經(jīng)成為各大運營商建網(wǎng)的主流方式。
　　從當前現(xiàn) 有的基站形態(tài)看，天線和基站是獨立設(shè)計安裝，通過饋線連接傳輸射頻信號。在2G和3G時代，主流頻譜為3頻（900M/1800M/2100M），每扇區(qū) 只需要3個RRU和2面天線，到了4G以及未來5G時代頻譜數(shù)量進一步增加（比如700M/800M/2300M/2600M，甚至3.5GHz等高 頻），站點上RRU的數(shù)量將非常龐大，同時天線數(shù)量也會相應(yīng)增加，將射頻上移到天線端會極大減少站點RRU模塊的數(shù)量。同時，大規(guī)模天線陣列技術(shù) （MassiveMIMO）發(fā)展方興未艾，利用有限的頻譜提供更大的帶寬及更快的速率，是業(yè)界公認的提高容量的最有效手段。要支持MassiveMIMO 必然要求有更多的發(fā)射和接收通道（比如4T4R、8T8R、16T16R等），如果采用RRU+天線組網(wǎng)方式，需要進行大量的饋線連接，站點安裝空間和施 工復(fù)雜度都是無法接受的。
　　綜上所述，當前基站形態(tài)逐漸變得無法滿足MBB時代下多頻多模的建網(wǎng)要求，以及未來海量連接下MassiveMIMO技術(shù)對基站提出的訴求，有必要在當前基站形態(tài)進行再次演進，將射頻技術(shù)與天線技術(shù)進行融合，一體化設(shè)計安裝，更高的集成度簡化站點復(fù)雜度。
　　創(chuàng)新AAS技術(shù)助力運營商破解MBB時代站點建設(shè)難題
　　有 源天線系統(tǒng)（ActiveAntennaSystem）是一種全新地將射頻TRX通道和天線發(fā)射單元融合的無線基站形態(tài)。按照當前分布式基站RRU與天線 分離的組網(wǎng)方式，AAS可以理解為將RRU的功能進行上移，與天線進行一體化設(shè)計。這種形態(tài)的基站有2大優(yōu)點：第一是有效減少站點基站設(shè)備數(shù)量，原有安裝 天線的空間同時集成了射頻功能，不再需要單獨安裝RRU基站，這在多頻多模（比如5頻3模）的站點組網(wǎng)場景可以明顯減少設(shè)備數(shù)量，有效降低站點租金，并且 帶來30%的安裝工時節(jié)省；第二是可以完美支持MassiveMIMO技術(shù)，對于大量的發(fā)射接收通道不再需要用饋線連接射頻單元和天線，而是在數(shù)字域進行 運算直接驅(qū)動天線的陣子，可以支持4*4等高階MIMO，提供數(shù)倍網(wǎng)絡(luò)容量。
　　
　　圖1：AAS基站
　　AAS已逐漸成為市場主流基站形態(tài)
　　全球主流設(shè)備廠商愛立信、華為、諾基亞等，在多年前就開始研究AAS相關(guān)技術(shù)，已經(jīng)相繼推出AAS商用產(chǎn)品。比如愛立信的 AIR（AntennaIntegratedRadio）系列基站、華為AAU（ActiveAntenna Unit）系列基站等就是基于AAS技術(shù)，將射頻與天線一體化設(shè)計的新形態(tài)基站，在全球多個運營商網(wǎng)絡(luò)進行商用服務(wù)。
　　全球多家主流運營商對 AAS給予了認可。沃達豐集團表示AAS是簡化站點的必由之路，認為AAS不僅僅可以有效簡化站點復(fù)雜性，同時可以快速提升熱點區(qū)域的小區(qū)容量。沙特 Mobily表示AAS覆蓋效果好，部署像天線一樣簡單，其智能天線波束賦型特性還能解決內(nèi)外區(qū)域用戶分布不均、帶寬需求不均等問題，提升用戶體驗。
　　截至目前，部分運營商已經(jīng)大規(guī)模部署了AAS基站，例如美國T-Mobile、秘魯Nextel、加拿大Telus等運營商已規(guī)模部署AAS基站，沃達豐在西班牙、埃及、土耳其、意大利、英國、南非等多個子網(wǎng)啟動AAS基站部署。
　　隨 著AAS基站在國內(nèi)外的大規(guī)模應(yīng)用，AAS技術(shù)代表未來基站發(fā)展方向的趨勢越發(fā)明顯。AAS基站相比于傳統(tǒng)的宏基站和分布式基站，具有更加靈活的配置和部 署方式，這使得AAS基站有更加廣泛的應(yīng)用場景，將解決移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)帶來的流量壓力，也為5G處理海量數(shù)據(jù)和連接提供了有效的技術(shù)手段。
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