首页 > 文章中心 > 正文

5G移动通信技术对基站配套影响

5G移动通信技术对基站配套影响

摘要:如今,4G移动通信技术已很难满足移动互联网和物联网的建设需要,于是5G移动网络应运而生。它是4GLTE部署后移动电信标准的重要阶段,并逐渐成为通信技术的主流。因此,5G移动网络将成为十分重要的通用技术,为各行各业创新发展奠定基础。对此,介绍5G移动通信核心技术,分析5G基站产品架构和形态进行,并对5G移动通信技术及其对基站配套的影响进行详细探究。

关键词:5G移动通信技术;大规模天线;基站;影响

0引言

随着移动互联网和物联网市场与业务应用的迅猛发展,5G技术加快发展进程,对于整个社会经济发展均会产生巨大影响。只有掌握5G核心技术,才可引领未来的科技发展。因此,亟需对5G移动通信技术及其对基站配套的影响进行深入研究。

15G移动通信核心技术

1.1高频段传输

2G、3G以及4G移动通信技术的工作频率在3GHz以下。由于通信业务繁多,3GHz频谱以下资源比较拥挤,相比而言高频段可用资源丰富。5G移动通信技术可充分利用高频毫米波段,不仅能够有效减小通信设备尺寸,同时信息数据传输速度也更快。

1.2大规模MIMO技术

在5G移动通信技术的发展中,大规模MIMO技术是十分重要的核心技术,被广泛应用于无线通信领域。对于5G移动通信网络无线侧,可利用MassiveMIMO技术将射频模块与天线进行有效集合,有效实现一体化集成建设。大规模天线应用场景如图1所示。

1.3超密集组网

在5G移动通信技术的实际应用中,为了能够有效满足室内外数据传输的需要,可采用宏微异构、高低频协同的方式实现超密集组网。与4G通信网络相比,它的数据流量更大。通过应用超密集组网,增加低功率微站的部署密度,满足5G高系统容量和可靠用户速率等需求,且网络部署方式更加灵活便捷。

1.4同时同频全双工技术

通过应用同时同频全双工技术,能够实现多个方向信号的同步传输,可同步进行信号发射以及接收,进而充分利用空口频率,提升移动通信网络的灵活性和稳定性。

1.5新型网络架构技术

5G移动通信技术可被应用于多个场景,因此在5G核心网络框架的构建中必须保证其框架结构灵活便捷。在5G技术发展中,将以4G技术作为基础,充分利用smallcell异构网络技术,只需构建小型基站,即可保证网络信号强度,增加通信网络覆盖率。另外,还应利用基于云无限接入网络构架的C-RAN技术,有效增加通信网络容量,提高频谱利用率。

25G基站产品架构及形态

4G通信网络的基站产品架构为BBU和RRU两级结构,而5G基站产品架构已发展为CU、DU和AAU三级结构。(1)CU(集中单元):属于原BBU架构的非实时部分,具有处理低实时的无线协议栈功能,同时还可部署部分核心网功能下沉业务和边缘应用业务。(2)DU(分布式单元):具有处理物理层功能和高实时的无线协议栈功能,能够有效满足uRLLC业务需要,通过与CU配合应用构成完整协议。(3)AAU:由BBU部分物理层、RRU部分物理层以及有源天线所组成。在5G通信网络部署过程中,对于5G设备一般选择CU/DU合设方式,而随着5G业务需求的不断增多,其可以MEC边缘云为基础,选用CU-DU分离方式,还可综合机房条件、光纤资源实际情况对BBU进行集中放置。

35G移动通信技术及其对基站配套的影响

3.15G网络部署的差异

4G移动通信基站的配套设施一般使用4/8通道天线。随着5G移动通信技术的发展,天线数量增加至64通道。通过增加基站天线数量,能够有效提升频谱效率和覆盖能力,但是能耗也会大大增加,运营成本较高,对于基站建设规模和质量要求也较高。另外,在5G移动通信技术的推广应用中,应强化资源共享,提升用户体验。在5G移动通信基站建设和网络部署过程中,要求有效控制机房建设数量和质量,进而达到良好的成本控制效果。另外,对于基站覆盖面积也相应缩小,如在密集城区用高频组网,覆盖半径从4G的350m下降到250m左右。由此可见,5G通信网络对于基站数量的要求较高,应适当缩小基站建设规模,推广应用小型基站。

3.2微基站建设

微基站的发射功率一般在10~20W,覆盖范围较小。与宏站相比,微站的体积和重量均比较小,安装和使用方式便捷。但是,微站的覆盖范围较小,可与宏站建设相结合,互为补充,进而实现立体覆盖。在5G通信网络发展中,5G网络频段较高。如果依然采用传统的建设方式,将会影响5G网络的覆盖效果。对此,5G网络可利用异构网络实现深度覆盖。如今,很多厂商已提出多种异构网络底层网络覆盖设备和技术类型,其中SmallCell的体积小,部署方式灵活便捷,并且能够有效提升5G通信网络性能和服务质量。

3.3对电源设备的影响

与4G相比,5GMassiveMIMO基站的功耗较大,单个5G基站直流负载功耗可达到单个4G基站的4倍。如果需增加1套5G系统,则外市电容量需增加8kVA左右。通过对外市电侧进行分析,现有基站外市的电容量在15~30kVA之间。如果扩容,则基站外市电容量无法满足实际需要。另外,通过对交直流电源侧进行分析,有些电源设备的交、直流容量较低,要求及时更换,避免对63A及以下容量交流配电箱以及300A及以下容量开关电源的正常使用造成不良影响。

3.4对蓄电池的影响

建设1套5G系统按3h备电时长计算,则需增加蓄电池300~400Ah,同时还需安装1~2个机架。如今,在宏基站规划建设中,一般要求安装2组500Ah铅酸蓄电池。但是,如果使用空间比较紧张,则可利用替换方案,但是必须满足2套4G系统和2套5G系统的实际需要。如果机架空间比较丰富,则可安装使用梯级铁锂电池,同时还应注意对现有铅酸蓄电池原位替换梯次电池,将其容量提升至1.5倍。

3.5对空调系统的影响

在5G建设中,1套5G室内设备将增加1.5kW发热量。对于宏基站,可安装大风量专用空调设备,进而有效解决制冷问题。通常情况下,现网大部分室外机柜允许冷负荷范围为500~1000W[2],因此适用性较差。要求根据实际需要积极开发新型室外机柜,确保能够满足室内设备负荷热量。

3.6对塔桅承载能力的影响

与4G通信网络相比,5GAAU的宽度增加了50%,挡风面积在0.32~0.51m2之间[3]。与传统的天线+RRU相比,它的挡风面积缩小较多,且与4G天线相比,5GAAU重量可增加25%,因此对于铁塔承载能力的要求较高。如今,在城区存量基站规划建设中,景观塔和楼面塔较多,但是承载力水平较差,因此在5G通信网络的推广应用中应妥善解决5G挂载压力较大的问题。

3.7BBU集中放置

随着5G通信网络技术的快速发展,通信网络正逐渐从广覆盖发展为深度覆盖。在基站建设中,对于资源的需求量不断增加,导致站点资源数量不断减少。因此,在5G通信网络规划建设中,应妥善解决这一问题。与常规基站建设方式相比,分布式基站的设备小,能耗低,投资少,建设快。通过建设分布式基站(BBU+RRU)能够将基带单元与射频单元相分离,进而有效实现基带单元集中放置,有效减小机房建设和租赁需求,进而降低物业协调工作难度。通过集中设置BBU,可有效降低RRU拉远站点配套建设,减少网络建设成本,同时提升电源供给效率,达到良好的节能减排效果。以外,由于基站部署方式比较灵活,也可有效避免基站机房选址的影响,进而提升建网效率。

4结论

综上所述,本文主要对5G移动通信技术及其对基站配套的影响进行详细探究。当前,通信网络已从2G发展至5G,5G移动通信网络技术的应用对社会经济发展产生了较大影响,应明确5G移动通信技术及其对基站配套的影响,加强对5G核心技术的研发,培养5G领域龙头企业。

参考文献:

[1]罗智敏,关翠霞.5G移动通信技术及发展趋势[J].数字通信世界,2017,4(12):40-41.

[2]张俊平.试论移动通信基站的建设与维护[J].移动信息,2016,2(3):9.

[3]韩文奎.基于5G的通信基站专项规划[J].通信企业管理,2018,3(6):55-56.

作者:邹准 单位:湖南省邮电规划设计院有限公司