5G基站规划、选址及设计新思路
发布时间：2023-09-07 17:58:52 来源：文档文库
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5G基站规划、选址及设计新思路摘要：5G网络作为一套完整的移动网络，需要比4G提供更高的容量，为了满足多场景的需求，需要多种站型匹配不同需求，同样，为了适应新的站型，也需要引入新的测量方案，因此首先对5G低频段和毫米波基站架构进行了分析论证，研究分析新的测试指标和测试方案，并从可行性、优缺点、难度等方面对测试方案进行对比。关键词：5G基站架构；OTA；设计思路随着5G商用步伐的推进，针对5G基站架构的研究越来越重要，与站型匹配的测试指标、测试方案的研究也受到了产业界的广泛关注。5G的基站架构在通道数量、天线连接方式、拉远接口等方面和4G基站都有着很大的不同。架构的改变对传统的射频测试方案带来了很多挑战，传统的测试方案正在逐步向OTA测试方案转变，因此本文接下来将对5G基站架构与测试方案进行研究。1、基站架构目前，工业和信息化部已经公开征求对第五代移动通信系统使用3300MHz―3600MHz和4800MHz―5000MHz频段的意见，其中3400MHz―3600MHz早已被认可为5G试验频谱。2017年6月5日，3300MHz―3400MHz和4800MHz―5000MHz被列入作为5G频谱计划，4400MHz―4500MHz也被考虑应用。目前的试验产品频段集中在3400MHz―3600MHz。（1）宏基站架构MU-MIMO技术是6GHz以下频点提高频谱效率的最关键技术，5G宏站通过引入多发射通道多接收通道，在水平和垂直两个维度动态调整信号方向，形成信号能量更集中、方向更精准的波束，支持更多用户在同一RB资源上并行传输（上/下行MU-MIMO）。理论上，在信道条件需要的情况下，通道数越多，可以支持传输的流数越多。设备实现需要考虑设备的可生产性、成本等因素，通道数不能任意增加。在实际场景中，信道条件也是受限的，支持的最大流数也是有限的。所以设备的通道数和通道的排列方式需要综合考虑需求、性能、信道条件、可生产性，成本等因素。5G宏站架构有以下三个关键的问题需要重点研究：1）通道数与阵子数。通道数的变化对设备的成本影响较大，所以设备的通道数选择需要更多地考虑网络需求和成本。目前主要考虑64通道、32通道和16通道产品。64通道产品可以提供更大的容量和频谱效率，32通道和16通道会降低频谱效率、降低成本。根据网络的容量需求，选配不同类型的产品，以实现在满足需求的前提下降低设备成本。考虑到5G现有的试验频段在3400MHz―3600MHz，为了保证和4G网络同覆盖，设备的阵子数不能低于128阵子（8×8×2排列），目前有128和192（8×12×2）两种主流的阵子数。同样考虑到天面的迎风面积，天面的尺寸不宜较大。在通道数和阵子数进行组合选择时，需要综合考虑覆盖性能和覆盖范围。2）CPRI接口eCPRI接口。随着通道数的增加，带宽增大，CPRI接口速率也会倍增，当接口速率攀升到40G以上时，若采用目前应用广泛的10G光模块，光模块的数量过大，给结构设计和施工带来很大的不便，当光线资源受限时，更是无法接受。所以，BBU和RRU之间的光接口数量必须保持有限量。降低接口速率和提升光模块数量都是解决这一问题的办法。2、5G基站测试方案
2.1OTA指标的研究随着收发通道数量的需求增多，低频段基站、一体化基站形态会逐渐成为主流。高频段基站、RRU和天线会呈现高度集成的形态，射频指标将不再局限于传统的传导指标，OTA（OverTheAir，空中下载）指标成为5G基站性能指标的演进方向。OTA指标不同于传导指标，所有的传导指标都是基于设备的单一射频通道定义的，OTA指标是基于设备的整体指标定义的。（1）EIRP基站产生的辐射发射功率采用EIRP（有效全向辐射功率）作为OTA辐射指标，用于考察设备的波束最大能量辐射能力。EIRP可由设备厂家进行宣称，在宣称EIRP的支持值的同时也需要宣称波束的位置和波束带宽。测试方式有以下两种方式：方式一：直接在厂家宣称的方向上进行测试，机械安装上的误差和波束赋形的误差都会带来测试误差（如图4所示，黑色点代表宣称位置，彩色点代表实际位置）。方式二：在厂家宣称的方向及其一定角度内进行多点测试，找到最大值，认定为EIRP，这种做法可以消除机械安装带来的误差，同时也消除了赋形方向不准带来的误差，而赋形方向的准确性本身是设备应该具备的能力，不应该被消除。（2）ACLROTAACLR指标和传导ALCR指标定义相同，都是定义主信道输出功率和邻道无用信号的比，相对于主信道的输出功率，邻道的总辐射功率对于相邻系统的吞吐量有更大的影响。对于OTAACLR指标需要考虑空间的总辐射功率情况，其定义方式如下：其中，EIRPe是邻道信号的EIRP；p1和
