随着5G時代的到來，為了信号的穩定傳輸，為了覆蓋面更廣，5G基站作為5G規模組網的“先行軍”，其建設至關重要。

那麼，5G時代的基站是如何建設的呢？下面就來給大家介紹一下。

截至2022年末，我國移動通信基站總數達1072萬個，比上年末淨增75.4萬個。其中，5G基站總數達222萬個，比上年末淨增79.5萬個，占移動基站總數的20.7%，占比較上年末提升6.4個百分點。另外，移動電話用戶規模穩中有增，5G用戶占比超三成。截至9月末，三家基礎電信企業的移動電話用戶總數達16.82億戶。其中，5G移動電話用戶達5.1億戶，比上年末淨增1.55億戶，占移動電話用戶的30.3%。

第五代移動通信技術（5th Generation Mobile Communication Technology，簡稱5G）是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術，5G通訊設施是實現人機物互聯的網絡基礎設施。為滿足5G多樣化的應用場景需求，5G的關鍵性能指标更加多元化。ITU定義了5G八大關鍵性能指标，其中高速率、低時延、大連接成為5G最突出的特征，用戶體驗速率達1Gbps，時延低至1ms，用戶連接能力達100萬連接/平方公裡。

5G基站是5G網絡的核心設備，提供無線覆蓋，實現有線通信網絡與無線終端之間的無線信号傳輸。基站的架構、形态直接影響5G網絡如何部署。由于頻率越高，信号傳播過程中的衰減也越大，5G網絡的基站密度将更高。

一個完整的5G基站系統，是由主設備、動力配套設備設施、鐵塔、機房這些組成。主設備有BBU（基帶處理單元）、AAU（有源天線處理單元），配套設施有傳輸、電源、空調、鐵塔、天饋線、接地系統等。

其中BBU（Base band Unite，基帶處理單元），是基站中最為核心的設備，一般放置在比較隐蔽的機房裡，普通居民是看不到的。BBU負責處理核心網、用戶的信令與數據，移動通信中最複雜的協議、算法均是在BBU中實現的，甚至可以說基站就是BBU。

從外型上來看，BBU很像是一台式計算機的主機箱，而實際上，BBU類似一個專用（而不像是電腦主機那樣的通用）的服務器，其主要功能的實現，是靠兩類關鍵的闆卡：主控闆與基帶闆來實現的。

一個BBU機框，可以很清楚的看到，BBU機框裡面還有8個像抽屜一樣的槽位，而這些槽位中可以插入的就是主控闆與基帶闆，一個BBU機框需要插入幾塊主控闆與基帶闆，主要看要開通基站的容量需求，闆卡插的越多，基站的容量越多，能同時服務的用戶越多。

其中主控闆負責處理來自核心網、用戶手機的信令（RRC信令），負責與核心網的互聯互通，負責接收GPS的同步信息與定位信息。而基帶闆負責進行數據的編碼、調制等基帶處理，并将處理過待發射的數據傳輸給RRU。

RRU（Remote Radio Unit）原本也是放在BBU機框裡的，以前被叫做RFU（Radio Frequency Unit，射頻單元），用來将基帶闆通過光纖傳來的基帶信号，轉化成運營商所擁有頻段上的高頻信号，并通過饋線傳輸給天線。後來由于發現饋線傳輸的損耗太大了，如果RFU嵌在BBU機框裡放在機房裡，而天線挂在遙遠的鐵塔上，饋線傳輸距離太遠，損耗太大，于是幹脆把RFU拿出來，用光纖（光纖傳輸損耗比較小）拉遠和天線一起挂在鐵塔上，于是變成了RRU，也就是射頻拉遠單元。

基站設備工作方式

• 5G基站設備的工作方式與4G原理相同，硬件區别在于4G的RRU 天線在5G中變成了AAU。此外，SA模式的5G基站用DU CU取代NSA模式的BBU。其他外部連接是一樣的。
• BBU(或DU CU)、AAU工作需要供電，電源從基站的直流配電單元經DCDU獲取(上圖中的紅色箭頭線表示直流供電線路和供電方向)。
• BBU要正常工作，需要接入GPS時鐘同步信号，GPS信号在接入BBU前要串接防雷器。
• BBU的信号源，從基站的傳輸設備PTN通過光纖接入。
• 所有設備都要接地，設備接地就近接到接地排上。

5G組網模式分為NSA和SA兩種。NSA是指非獨立組網模式，它通過整合5G基站和4G基站的方式組網，是目前主流的組網模式。SA是指獨立組網模式，它通過建設獨立的5G基站實現組網，目前部署的5G幾乎都是NSA先行，在此基礎上逐步過渡到雙模組網，最終實現SA。

5G基站設備連接圖（NSA）

5G基站設備連接圖(SA模式)

5G基站主要分為宏基站和小基站。宏基站通常架設在鐵塔上，體型大、承載用戶數量多、覆蓋面極廣。但由于5G高頻段工作的原因，宏基站所能覆蓋的信号範圍有限，還需要大量的小基站協同宏基站進行連續覆蓋和室内淺層覆蓋。小基站根據覆蓋範圍大小分為微基站、皮基站和飛基站。

原本以為，未來的網絡2/3/4/5G共存，聯通現網有GUL三制式和900M/1800M/2100M三頻段，再引入5G新頻譜和新模塊，基站站點将更加複雜，也會增加站點能耗成本和鐵塔租金成本。

但實際情況并非如此。

在實際部署中， 5G設備支持全制式大容量BBU産品方案、N in 1多制式融合射頻和全頻段天線，可實現站點極簡，降低能耗和鐵塔租金。結構如下：

1 1極簡天面：1P（Passive，無源）多端口天面收編現網Sub 3G存量天面，1A（Active，有源） 5G 3D MIMO獨立天面。

多頻合一模塊：通過1.8G 2.1G雙頻4T4R等多頻模塊以1當2，精簡塔上射頻模塊，支撐1 1極簡天面收編；

全制式基帶：大容量全制式BBU，單BBU支持六模合一；

一站一櫃：通過智能室外機櫃，實現一站一櫃0機房，節省機房資源投資。

全制式全頻段設備和1 1極簡天面，大大簡化了2/3/4/5G共站帶來的複雜性，可在5G時代實現不增加或少增加鐵塔租金，降低運營商運營成本。

邏輯架構

1. 5G基站主要用于提供5G空口協議功能，支持與用戶設備、核心網之間的通信。按照邏輯功能劃分，5G基站可分為5G基帶單元與5G射頻單元，二者之間可通過CPRI或eCPRI接口連接。
2. 5G基帶單元負責NR基帶協議處理，包括整個用戶面（UP）及控制面（CP）協議處理功能，并提供與核心網之間的回傳接口（NG接口）以及基站間互連接口（Xn接口）。
3. 5G射頻單元主要完成NR基帶信号與射頻信号的轉換及NR射頻信号的收發處理功能。在下行方向，接收從5G基帶單元傳來的基帶信号，經過上變頻、數模轉換以及射頻調制、濾波、信号放大等發射鍊路（TX）處理後，經由開關、天線單元發射出去。在上行方向，5G射頻單元通過天線單元接收上行射頻信号，經過低噪放、濾波、解調等接收鍊路（RX）處理後，再進行模數轉換、下變頻，轉換為基帶信号并發送給5G基帶單元。

設備體系

為了支持靈活的組網架構，适配不同的應用場景，5G無線接入網将存在多種不同架構、不同形态的基站設備。從設備架構角度劃分，5G基站可分為BBU-AAU、CU-DU-AAU、BBU-RRU-Antenna、CU-DU-RRU-Antenna、一體化gNB等不同的架構。從設備形态角度劃分，5G基站可分為基帶設備、射頻設備、一體化gNB設備以及其他形态的設備。

5G基站建設組網多采用混合分層網絡，這樣就可以保證5G網絡的易管理、可擴展、高可靠性，能夠滿足5G基站的高速數據傳輸業務。同時由于5G主要是實現數據業務傳輸，因此5G基站需要适應高樓大廈、河流湖泊、山區峽谷的複雜應用環境，為了保證5G基站建設的良好性和完整性，下文簡要介紹5G基站建設的關鍵技術。

MR技術

MR是一種無線通信環境評估技術，其可以将采集到的信息發送給網絡管理員，由網絡管理員評判報告的價值，以便能夠優化無線網絡通信性能。MR技術應用包括覆蓋評估、網絡質量分析、越區覆蓋分析、網絡幹擾分析、話務熱點區域分析和載頻隐性故障分析。MR可以渲染移動通信上下行信号強度，發現網絡覆蓋弱盲區，不但客觀準确，還可以節省大量的時間、資源，能夠及時發現網絡覆蓋問題，為網絡覆蓋優化提供進一步的依據。

MR可以實現24小時×7天實時數據采集，完成上下行無線網絡質量分析，反映全網通話質量的真實情況，提高全網通話後續數據支持。無線網絡建設時，如果越區覆蓋範圍過大，将會幹擾其他小區通信質量，MR可以直觀地發現小區覆蓋邊界，判斷是否存在越區覆蓋，調整無線網絡結構。話務熱點區域分析可以實現話務密度、分布和資源利用率指标分析，實現關聯性綜合分析，制定容量站點、擴容站點的精确規劃。

64QAM技術

64QAM能夠合理的提升SINR，針對5G網絡進行科學規劃和設計，降低5G網絡部署的複雜度，可以降低重疊覆蓋引起的同頻幹擾及弱覆蓋問題，在滿足5G網絡廣覆蓋的要求下，增加覆蓋的深度，提升5G網絡的綜合覆蓋率，從而實現熱點區域連續覆蓋、無縫覆蓋，不僅能夠讓更多的用戶接入到5G網絡，同時還可以享受到高質量的通信服務。64QAM在5G網絡通信中的應用分為兩個步驟，分别是調制和解調。

64QAM調制過程如下：64QAM能夠将輸入的6比特數據組成一個映射；多電平正交幅度調制生成一個64QAM中頻信号；并串轉換，将兩路并行碼流改變為一路串行碼流，可以增加一倍速率，碼流從2進制改變為8進制，接着可以輸出調制而成的RF信号。

64QAM解調過程如下：5G網絡傳輸信号時，由于受到自然環境或載波自身限制，信号傳輸難免受到噪聲幹擾導緻信号發生畸變，如果畸變很小則可以直接判斷為0或1，如果畸變比較嚴重，無法直接判斷信号，就可以采用硬判決和軟判斷方法，準确、快速的識别信号。

抗幹擾技術

5G網絡基站建設時需要部署大量的無線設備，這些無線設備的數量非常多，安裝部署地點也非常複雜，彼此之間就會産生相互幹擾問題，造成幹擾的原因主要包括設備本身存在故障，5G網絡運行時頻道經常發射錯誤的信号，影響自身信号質量；5G網絡設備安裝與配置嚴重不規範，影響5G信号發射的靈敏度。

5G網絡幹擾主要是指無線電幹擾，這些幹擾包括互調幹擾、帶外幹擾。因此5G基站建設時，設計、施工人員需要從源頭上解決信号存在幹擾的問題，既可以保障信号的穩定性，也可以大大地提高控制管理效率。具體地，首先對基站無線電發射設備進行全電磁檢測，将可能的将設備自身造成的幹擾降到最低；其次是定期加強對發電設備的檢查，一旦發現問題就及時進行處理，進而減少信号存在的幹擾。

大規模MIMO技術

多入多出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）技術，亦稱為多天線技術，通過在通信鍊路的收發兩端設置多個天線而充分利用空間資源，能提供分集增益以提升系統的可靠性，提供複用增益以增加系統的頻譜效率，提供陣列增益以提高系統的功率效率，近20年來一直是無線通信領域的主流技術之一。

MIMO技術已被第三代合作夥伴計劃（The 3rd Generation Partnership Project，3GPP）的LTE/LTE-Advanced與電氣電子工程師協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE）的WiMAX等4G标準采納。但是，現有4G系統基站配置天線數較少（一般不超過8），MIMO性能增益受到極大限制。針對傳統MIMO技術的不足，美國貝爾實驗室的Marzetta于2010年提出了大規模MIMO（Massive MIMO或Very Large MIMO）概念。在大規模MIMO系統中，基站配置數十至數百個天線，較傳統MIMO系統天線數增加1～2個數量級；基站充分利用系統的空間自由度，在同一時頻資源服務若幹用戶。

傳統MIMO到大規模MIMO的演變是一個從量變到質變的過程。由于大規模MIMO的基站天線數和空分用戶數較傳統MIMO有數量級增加，兩者在無線通信基本原理與具體方法上既有相同之處也存在較大差異，在大規模MIMO的基礎理論、信道測量與建模、信道信息獲取、無線傳輸、實驗和測試等方面已取得了豐碩成果。大規模MIMO已通過了較為理想的實驗室驗證和更接近實際的外場測試，并獲得了符合預期的巨大性能增益。今後，各研發機構還會進一步開展組網驗證，為大規模MIMO未來在5G系統的商用奠定良好基礎。

CU：原BBU的非實時部分将分割出來，重新定義為CU，負責處理非實時協議和服務。

DU：BBU的剩餘功能重新定義為DU，負責處理物理層協議和實時服務。

AAU：BBU的部分物理層處理功能與原RRU及無源天線合并為AAU。

5G裡提出了将BBU的功能分開，其中分為CU和DU兩部分。分布式單元（DU)将主要負責層1的物理層功能、以及層2的實時性功能。集中式單元（DU），主要負責層2的非實時功能、層3的信令控制。

AAU是5G中出現的一個新的設備，它可以認為是原來的基站天線加上RRU的組合部分。AAU現在可能有16T16R、32T32R、64T64R幾種，城市部分現在部署更多的是64T64R。

簡單來說，AAU=RRU 天線。也并不是全部的5G基站都隻有AAU，在5G基站之中，也有RRU 天線的配置。

5G裡提出了将BBU的功能分開，其中分為CU和DU兩部分。分布式單元（DU)将主要負責層1的物理層功能、以及層2的實時性功能。集中式單元（CU），主要負責層2的非實時功能、層3的信令控制。

而其中，AAU到DU被稱為前傳、DU到CU被稱為中傳，CU到核心網被稱為回傳。

依據5G提出的标準，CU、DU、AAU可以采取分離或合設的方式，所以，會出現多種網絡部署形态：

回傳、中傳、前傳，是不同實體之間的連接，網絡部署形态，依次為：

① 與傳統4G宏站一緻，CU與DU共硬件部署，構成BBU單元。

② DU部署在4G BBU機房，CU集中部署。

③ DU集中部署，CU更高層次集中。

④ CU與DU共站集中部署，類似4G的C-RAN方式。

這些部署方式的選擇，需要同時綜合考慮多種因素，包括業務的傳輸需求（如帶寬，時延等因素）、建設成本投入、維護難度等。

結 語

快速響應型5G智能基站是一種新型建站方式，建站施工過程非常便捷。采用配重式基礎拼裝，基站現場無需開挖，施工安全快捷。徹底解決了常規現澆基礎建設周期長，建站速度緩慢的問題。更為關鍵的是，該基站産品可重複利用，節能環保。能夠在未來5G基站建設過程中實現快速組網建站需求，為5G實現大規模商用提供必要的硬件基礎設施。

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