AAU能给5G网络带来哪些好处

一、为什么需要aau?
rru,也就是远端射频单元,是现代基站的两大核心(bbu和rru)之一,又被称作辐射的万恶之源。
随着无线网络的发展,一个基站要支持2g,3g,4g等多种制式,还要兼顾900m,1800m,2100m多个频段。甚至,还有700m,2600m等4g专用频段。
考虑到一个基站通常有3个扇区,铁塔上就要挂上就有15个各频段的rru,再连接到3个多端口天线上,共计18个设备,导致铁塔上拥挤不堪。
在国际上,很多运营商租赁铁塔是按照上面挂的设备数量来收费的,因此怎样在频段和容量不变的前提下减少塔上挂的设备数量,成为了一个强需求。
并且,在4g网络发展的后期,为了支持更强的mimo和分集接收能力,rru需要支持的天线端口越来越多,从两端口,发展到4端口甚至8端口,对天线的要求越来越高,连接也日趋复杂。
这时自然而然地可以想到,既然rru需要和天线近距离安装,还必须用射频线连在一起,那何不把这对搭档合二为一,搞成一个模块呢?
这样一来,不但塔上的设备少了,连接rru和天线之间的跳线也不再需要,也就没有任何馈线损耗了!
在这样的背景下,把rru和天线融合在一起的设备,aau(activeantennaunit,有源天线单元)应运而生。
所谓有源,就因为这种带天线的设备需要供电才能把信号发出去,毕竟rru在里面装着呢。而传统的天线是不需要供电的,也叫做无源天线。
随着5g时代的来临,为了支持超高下载速度,4g时代的普通mimo升级为大规模mimo(massivemimo),rru需要支持64路发射,并连接到含192个天线单元的天线阵列。
这样rru和天线都要支持64个端口,并用64根跳线连起来才行,这哪里放得下?真是有些丧心病狂,还是两者合体来得干净利落。
就这样,aau从4g时代开始萌芽,到了5g,则上位成为了标配。rru在5g时代已日趋边缘化。
二、有哪些类型的aau?
1.rru和天线松耦合式aau
aau虽然优点多多,但也有不灵活之处,那就是天线和射频完全耦合,产品架构上需要重新进行产品设计。
在4g时代,各种rru和天线已经很成熟了,aau的使用范围有限,设备商不太愿意花大力气重新设计全新的一体化产品,于是,出现了天线和射频松耦合式的aau这样一种折衷设计。
这种aau采用定制的天线,直接把现成的高频段rru安装在天线背面,rru坏了也好更换,还可以跟普通天线一样用射频线外接低频段的rru,扩展性也很好。
因其天线能和rru无缝对接,相当于天线需要供电,这就是其名称中“有源”的来源;同时它用来外接rru的端口叫做“无源”端口,这是一种有源跟无源结合的方案。
在4g时代这种aau还能勉强用用,到了5g时代就完全招架不住了。
2.用作深度覆盖的美化aau
这是一种用于闹市区等人口密集区域深度覆盖的aau,对发射功率要求低一些,但对产品的美化程度要求很高,上面所说的松耦合式aau体积大,功率大,外观吓人,不满足需求。
因此,出现了此场景专用的aau,一般仅支持一到两个频段2t2r,没有外接其他rru的无源端口,因此结构简洁,小巧美观。
3.5g时代的主流:支持massivemimo技术的aau
为了提供超高下载速率,massivemimo(大规模多入多出)成为了5g等核心技术。
在4g时代,主流等rru支持4t4r,也就是下行最多支持发射4路数据信号,跟手机做4x4mimo,上行则支持4根天线同时接收一路相同的信号,用以增强上行覆盖。
而5gmassivemimoaau一般采用192个天线单元,支持64路发射和接收信号,下行可稳定支持24路数据信号同时发送,上行也能同时接收12流号同时接收。
这样一来,即使5g采用跟4g一样的载波带宽和子载波间隔,在massivemimo的加持下也能实现小区下行吞吐量5倍的提升!
可以看出,massivemimo的射频通道多,天线阵列规模大,复杂度提升,两个模块间的耦合更加紧密,必须把它们硬件上合二为一,再辅以合适的软件算法才能实现良好性能。
因此,在5g主流的sub6g频段上,支持massivemimo的aau成为了绝对的主流。
并且这种aau内的天线一般只能支持单个频段,无法提供无源端口来外接其他低频段的rru,或者说技术难度太大。
比如,3.5ghz的产品就只能工作在这个特定频段上的一小段带宽(100m),想要天线再支持700mhz低频,外接700mhz的rru来扩展覆盖,是做不到的。
4.a+p,aau和天线的再一次融合
前面说过,5g的主流频段是2.6ghz,3.5ghz这些频率比较高的频段,能提供100m的超大载波带宽,并通过aau来提供massivemimo技术来支撑5g的高速率。
与此同时,像700mhz这样的低频段,由于频率低带宽窄,虽无法支撑5g高速率,却能提供良好的覆盖,因此也得到了运营商的青睐。
然而较高频段massivemimo的aau没法支持700mhz频段,需要独立的天线才行。这样一来铁塔上的设备就又要增加了,租金增加不说,很有可能压根就没空间放。
于是,业界有人想到了把高频aau和低频天线拼接起来的办法,管它内部结构如何,反正从外面看是一个大盒子,节省了天面空间,铁塔租金也可以省了。
这种方案就叫做a+p。a代表有源模块,就是其内部需要供电的高频aau;p代表无源模块,就是包在里面的低频天线。
从上图可以看出,a+p这种产品中间有一个明显的接缝,昭示着它拼凑和痕迹,对自己的出身倒是毫不掩饰。
三、aau扛起5g的大旗
5g首先部署在城区热点,这些地方一般高楼密布,不但需要覆盖地面,高楼的垂直覆盖也十分重要。
massivemimoaau的大规模天线阵列不但支持水平面的多流发射,还能把波束在垂直面上灵活分布,对高楼的覆盖能力极大增强。
由于发射通道多,可以形成很窄的波束,空分复用的能力更强,把同一份频率和时间资源共享给多个用户。业界最多可以支持下行24路数据流同时发送,相比4g的4x4mimo(4流),小区能力提升了5倍。
速率的大幅提升,正是5g部署初期的embb业务的全部奥义,让用户直观地感受到了5g带来的畅快淋漓。
正是aau,扛起了这面5g的大旗。


加密芯片的应用及工作流程
回顾高通与欧盟之间的事件分析
三星新商标获批 或用于新款QLED智能电视
关于人工智能的12个秘密
人工智能成为金融行业的“必争之地”
AAU能给5G网络带来哪些好处
TH-OCR文字识别系统介绍
华为荣耀v9很好但略有缺陷,努比亚新机实力秀人像美颜
为什么芯旺微会从生产工业级MCU转变为以车规级MCU为主呢?
全志科技T3A40i核心模块支持实时PREEMPT Linux,助力工业机器人控制!
爱普特构建高端半导体人才队伍 助力全国产MCU快速发展
河北移动为居民网络通信保驾护航
clivet空调_clivet中央空调_clivet中央空调好不好?
中韩机器人产业合作 促进机器人产业高质量发展
ARM阵营进攻桌面市场,要击败Intel?
一个全新的深度学习框架——计图
红酒区块链系统开发模式
粒子机器人将会给我们带来怎样的社会价值
无线传感器的应用领域及发展趋势
2020物联网企业蓄势待发,CAROTA科络达OTA升级为您保驾护航!