因应5G网络共享，如何从“芯”减负基站？

（原标题：因应5G网络共享，如何从“芯”减负基站？）

深圳2019年9月30日 -- 5G、物联网年终大事件 -- 由博闻创意举办的IoT World/5G World中国站正在重磅筹备中，将于12月19-21日在深圳会展中心与ELEXCON2019深圳国际电子展重磅登场，与大家一起“遇见”未来。自6月工信部颁发5G运营牌照给四大运营商以来，5G终端数量在近几个月开始集中爆发，消费者“买买买”之情绪饱满，对5G正式商用已是翘首以盼。终端厂商正稳步推出5G产品，运营商也是摩拳擦掌，各有所谋。9月9日，中国5G进程中发生了一件大事： 中国联通与中国电信签署《 5G 网络共建共享框架合作协议书》 ，双方将在全国范围内合作共建一张5G接入网络。其中，5G网络共建共享将采用接入网共享方式，核心网各自建设，5G频率资源共享。

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3GPP

在5G标准制定之初就考虑到网络共享的问题，明确要求终端、无线、核心网侧都应支持5G网络共享功能。对此，3GPP R15推荐了MOCN和GWCN两种模式的共享网络架构。MOCN（Multi-Operator Core Network）指一个RAN（无线网络）可以连接到多个运营商核心网节点。可以由多个运营商合作共建RAN；也可以是其中一个运营商单独建设RAN，而其他运营商租用该运营商的RAN网络。GWCN（Gateway Core Network）是指在共享RAN的基础上，再进行部分核心网共享。

从联通与电信的协议内容看，采用MOCN是3GPP R15标准中唯一可行的模式。同时，联通与电信采用“共享频谱”的方式，这带来了连续的200MHz带宽，

可以

实现更优的用户体验和网络竞争力。不过，当前联通/电信5G基站的主流配置是工作带宽100MHz，功率200W。频谱共享之后，若工作带宽为连续的200MHz，为保证功率谱密度的一致性，功率理论上需升到400W。这无疑对设备实现带来极大的挑战，更不用说设备体积、重量等等。

5G基站要实现功耗、体积与重量的“减负”小目标，业界大厂如何从元器件、芯片层面发力？诚然，现有的5G基站设备（AAU）普遍比4G时代的RRU+天线更重一些、且体积更庞大，在部署过程中，运营商头疼的首要问题其实是功耗，例如5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍，因此网友纷纷吐槽“国家电网或成5G最大赢家”。当AAU整体功耗太高，会导致实际安装中不改市电就基本没法用，基站的电源管理系统也有更高要求，更不用说以后基站扩容，甚至会对小区的变电系统造成影响等。

对此，华为在2019年初正式发布了全球首款5G基站核心芯片 -- 天罡。据华为官方介绍，天罡芯片拥有超高集成度，首次在极低的天面尺寸规格下，支持大规模集成有源PA和无源阵子；其超强算力实现了2.5倍运算能力的提升，极宽频谱的优势支持200M运营商频谱带宽，满足了未来网络的部署需求。用数字说话，天罡将为5G AAU带来革命性的提升，实现基站尺寸缩小超50%，重量减轻23%，功耗节省达到21%，不改市电就可直接替换原4G RRU，大大提升了部署效率。

三星在5G的发力同样不可小觑，除了推出针对5G终端的分立基带与集成SoC之外，针对基站也推出了RFIC和DAFE（数模转换） ASIC射频芯片组，用于加速构建5G网络。

与之前

的迭代相比，RFIC和DAFE ASIC射频芯片组将使5G基站的尺寸、重量和功耗降低25%，从而提高了效率和发射能力，使得基站支持28GHz和39GHz频谱（该频谱预计在韩国5G FR2阶段使用）。其中，新的RFIC采用28纳米CMOS半导体技术，并将带宽最大扩展到1.4GHz，并将后续推出支持24GHz和47GHz频段的RFIC。5G DAFE ASIC则可以“管理许多数百MHz的大带宽”，这可以减少基站的尺寸和功耗。总结来说，三星对5G的“野望”可谓不小，并早在2018年11月宣布，预计到2020年将无线网络设备的市场份额扩大到20%。

众所周知，AAU的massive MIMO设计中包含大量用于数字或波束成（beamforming）的有源信号链，系统功耗、封装尺寸因此很大。所以将RF组件或者采样ADC/DAC集成到数字前端SoC之上，自然就能降低功耗、封装尺寸和成本。这是赛灵思RFSoC的核心思路，FPGA + ARM处理子系统 + RF采样ADC/DAC，三者融合。2019年，赛灵思宣布Zynq UltraScale+RFSoC产品系列再添新品，可实现更高RF性能及更强可扩展能力。其中，第一代产品降低了50-75%的功耗和封装尺寸，并已有超过100家客户采用。第二代产品于2019年6月投入量产， RFSoC第三代产品也将在2019下半年上市，在RF数据转换器子系统中对6GHz以下频段直接RF采样提供全面支持、扩展的毫米波接口，并将功耗降低达20%。新产品单芯片集成更高性能的RF数据转换器，可为部署5G无线通信系统、有线电视接入、高级相控阵雷达解决方案，以及包括测量测试和卫星通信在内的其它应用，提供所需的广泛频段覆盖范围。通过取代分立式组件，这些器件可将功耗及封装尺寸锐降50%，是电信运营商部署5G系统实现massive MIMO基站的理想选择。

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IoT World/5G World中国站重磅筹备中 与大家一起“遇见”未来

有了这些为5G基站“减负”的芯片加持，5G网络的全面部署可谓“火力全开”。以深圳为例，市政府提出目标： 2019 年底建设 5G 基站 1.5 万个 ，到2020年8月底累计建成4.5万个5G基站。5G、物联网年终大事件 --? IoT World/5G World 中国站 正在重磅筹备中，将与 ELEXCON2019 深圳国际电子展 同期登场，与大家一起“遇见”未来。

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IoT World/5G World中国站重磅筹备中 与大家一起“遇见”未来

以 “ 物联中国，智慧未来 ” 为主题，由博闻创意举办的 ELEXCON2019 深圳国际电子展 （第28届深圳国际电子展）将于2019年12月19日-21日在深圳会展中心盛大开幕，携同电子展、IEE嵌入式系统展、IoT World中国站、5G China、EVAC未来汽车及技术展五大版块强势出击，从元件、嵌入式技术到系统解决方案，全面展示5G、人工智能与IoT、智能网联汽车等新兴技术及热门应用。