▌5G天线射频端迎来新机缘
5G基站引入大范围阵列天线。
MassiveMIMO,即大范围MIMO(Multiple-inputMultiple-output,多输入多输出)技能,旨在经过更多的天线大幅抬高网络容量和记号原料,道理上可类比高速公路拓展马路道数来抬高车流量。
采纳MassiveMIMO的5G基站不单也许经过复用更多的无线记号流提高网络容量,还可经过波束赋形大幅提高网络笼罩能耐。
波束赋形技能经过调度日线增益空间散布,使记号能量在发送时更集结指向指标末端,以补救记号发送后在空间传输的消耗,大幅提高网络笼罩能耐。
相对比4G基站,采纳援助大范围阵列天线技能的AAU是5G基站成本大幅增多的要紧起源。
天线尺寸与频次关连,5G天线或以64通道为主。
依据无线通讯道理,为了保证天线发射和采纳更改效率最高,寻常天线振子的间距必需要大于半个无线记号波长,而无线记号波长与无线记号频次成反比(λ=c/f,此中c为光速,f即无线记号频次),即当记号频次越高,记号波长越小。
来日国内5G频段或以3.5GHz和2.6GHz为主,依据此频段得出半个波长大略是4.3cm/5.8cm。
依据暂时的5G测试来看,暂时采纳64通道的MassiveMIMO技能是各个征战商的合流测试筛选。
即使通道数越多,网络的本能越高,但归纳斟酌天线尺寸巨细/分量、天线本能以及成本成分,暂时运经商也在斟酌低成本的MassiveMIMO计划—16通道。
咱们以为,5G前期若是64通道天线成本未下落到运经商采纳的范畴内,也许运经商在知足安排和容量的情形下优先斟酌16通道计划。
5G基站架构产生较大变动,天线有源化趋向显然。
4G宏基站要紧分三个部份:天线、射频单位RRU和安排在机房内的基带处置单位BBU。
5G网络偏向于采纳AAU+CU+DU的崭新无线接上网构架,以下图所示。
天线和射频单位RRU将合二为一,成为崭新的单位AAU(ActiveAntennaUnit,有源天线单位),AAU除含有RRU射频功用外,还将包含部份物理层的处置功用。
5G时间,天线通道数增多以及天线有源化对天线计划提议更高请求,袖珍化及轻量化是根基。
4G时间,天线样式根基是4T4R(FDD)也许8T8R(TDD),依据暂时检验的情形来看,5G时间也许以64T64R大范围阵列天线为主。
通道数同比增多了7-15倍,象征着天线对射频器件需要量同比增多了7-15倍,同时天线无源部份将与RRU合为AAU,都对5G时间天线的体积及分量提议了更高的计划请求。
4G时间,无源天线+RRU分量大略在24-34kg,暂时测试中的5GAAU分量大略在45kg左右,分量同比增多了32%~88%。因此在5G天线集成化的趋向下,袖珍化及轻量化成为天线计划根基。
大范围阵列天线策动射频组件需要量大幅增多。
如上文所述,咱们估计5G商用宏基站将以64通道的大范围阵列天线为主。天线单位要紧包含天线罩、辐射单位和校准网络归纳板三个部份。
从今朝5G产物的研发觉状来看,为实行波束赋形等新技能,咱们估计来日64通道的天线阵列将包容64个功率夸大器、64个开关、64个锁相环、64个低噪声夸大器和64个滤波器等器件。
咱们以为,射频组件需要的提高将大幅提高基站射频行业的商场空间,高度的集成化需要,也将促使滤波器、功率夸大器等射频组件工艺进一步晋级,产物将加倍的袖珍化。
大范围阵列天线启动5G天线代价量提高
采纳MassiveMIMO的5G大范围天线不单仅是数量的增多,天线的情势也将由无源转向有源,可实行各个天线振子相位和功率的自适应调度,显著抬高MIMO系统的空间分辩率,抬高频谱效率,进而提高网络容量。
其它,多天线振子的动态组合也可合用于波束赋形技能,进而让能量较小的波束集结在一起袖珍地域,将记号强度集结于特定方位和特定用户,抬高笼罩范畴的同时提高用户体会。
是以,由于MassiveMIMO技能的采纳,致使5G范围阵列天线繁杂度的大幅提高,产物的代价也是以而大幅高潮。
与4G比拟,大范围阵列天线的代价估计将大幅激昂。与商场的遍及认知不同,天线的代价与天线单位数量的几多并非简略的线性关连。
以4G天线为例,近期罕用的4通道FDD电调天线售价约在元每副,8通道TDD电调天线的售价约为每副元,而到了5G时间,据今朝测验用5G基站的成天职析,早期64T64R规格的大范围阵列天线的天线单位(上游天线厂商创造部份)每扇区售价较贵,咱们估计商用早期天线(AAU中无源天线+滤波器)采办价将到达元左右,跟着范围量产,咱们估计来日每扇区的均匀代价希望下落至元左右,但相较4G期间的均匀天线代价依然有较大幅度的提高。
5G天线商场空间同比增加%~%。假定5G建立周期为-年,估计建立岑岭期(-年)宏基站天线商场每年空间可达.2-.4亿元;相较4G建立岑岭期国内均匀每年约50多亿元(岑岭期4G基站一年建立数为万站,单幅天线均匀代价元)的宏基站天线商场,5G商场空间同比增加%~%。