目前普遍认为FDD网络进行广覆盖占优势,TDD网络进行热点覆盖占优势。爱立信方面表示,FDD和TDD两者之间主要差别在于所使用的频段不同,两者在芯片层面,有着100%的相似度,在网络设备的无线部分略有差异,仅有10%的差异度。
现阶段没有区别,看运营商的投入建设了,如果基站建的多,信号就好一些。TDD和FDD两种模式没有什么大的区别,基础的技术都是完全共享的。和3G时代不同,其实4G LTE是一个统一标准,分为 FDD和TDD两种模式, FDD用于对称频谱,TDD用于非对称频谱。虽然是两种模式,但实质上是相同的,只存在很小的差异,就是两种制式适用的频谱不同罢了,所以两者之间并没有孰重孰轻,哪个比较好的问题。
4G改变生活,5G改变 社会 ,只是这个改变并没那么容易。
2020年是ITU所定义的全球5G商用元年,而中国则还要早一年。据中国信息通信研究院,2021年1 4月国内5G手机出货量为91267万部,占市场总体的727%,同比增长384%。这在一定程度上反映了5G通信在个人用户层面的推进速度。
但5G不止于手机,在万物互联时代,必须提前搭建好一条条高速路,5G因此无可争议地成为新基建之首。相比4G,5G在初始阶段就明确规划了三大应用场景:增强移动宽带,其峰值速率将是4G网络的10倍以上;海量机器通信,将实现从消费到生产的全环节、从人到物的全场景覆盖;超高可靠低时延通信,通信响应速度将降至毫秒级。
由此衍生出的针对各个垂直行业应用的美好畅想就像一部科幻小说,而支撑这部小说实现的前提则是一座座看上去并不那么浪漫的高耸的基站。
5G基站建设新变化
一切美好前程,道路总会曲折波澜。在行业内,5G基站的短板被调侃为“覆盖、成本、功耗三个3”,即3倍成本、3倍功耗、1/3覆盖。对此,德州仪器(TI)杰出技术专家Wenjing分析,部分原因是由于5G MM高频高性能,采用Massive MIMO技术, 需要32通道、64通道等多通道架构,硬件通道数的上升直接导致成本、功耗、体积指标呈指数级上升。运营商迫切需要 大幅降低建站成本和运营成本,因此对芯片的集成度、功耗及成本提出了更高的要求。
TI是最早参与中国5G建设的半导体厂商之一,据德州仪器中国大客户区域销售经理Vic介绍,放眼全球,中国的5G建设走在前列,截至2020年,中国已布局了70多万个5G基站,完成了一些重点城市的大容量覆盖。2021年计划建设84万个,完成更广域的布局, 重点转向700MHz 4T4R 组网 。 通过更先进的工艺节点、更创新的设计架构、更大规模的集成度,TI一直力求实现高集成、低功耗、低成本的目标。事实上,TI每一代产品都会通过工艺演进/设计架构的创新,实现同等规模下,功耗30%左右的改善。
不断精进的架构
RRU单元作为无线通信的最后一环、最关键设备,犹如空中的一座桥,保证了信息的精准、实时送达。虽然射频前端只是5G基站中的管道,真正的大脑是ASIC/FPGA等处理器,但如果没有 健康 的管道为大脑输送养分和数据,人体就无法执行正常的活动。RRU的射频信号处理与调制就如人体内的血管和神经一样复杂,射频前端是RRU中极具挑战、又至关重要的领域。
在传统超外差系统中,接收器在RF频率上接收到信号后,会将信号下变频为较低的中频(IF),在此将其数字化、滤波然后解调,RF前端要进行复杂的信号链处理。而随着ADC、DAC转换器技术的进步,可以将模拟变频转化为数字直接变频,从而省略中频环节,使得射频直采收发信机的整体硬件设计简单许多,因此外形尺寸更小、设计成本更低。“将传统离散式超外差系统中的分离ADC、DAC、调制器、解调器、Serdes、时钟、DVGA等各个功能模块,集成到一颗芯片中,为5G Massive MIMO多通道架构实现提供了物理的可能性。” Wenjing认为这个创新对于未来可能会达到上百通道数的Massive MIMO来说至为关键。
高集成度给用户带来的改变是巨大的,随着通道数不断增加,吞吐量增加,但RRU整体模块尺寸却仅有小幅增加。
以TI的AFE7920为例,是4T4R2F(4发4收2反馈路径)射频直采架构双频段收发器,发射链路主要由最高采样速率为12GSPS 的RFDAC组成,支持第一/第二Nyquist 模式,接收和反馈链路主要由最高采样速率3GSPS的 RFADC组成;收发链路支持独立DSA增益控制,8对295 GSPS Serdes与主机互联,集成低频输入的在板高频时钟。该产品相对于上一代产品,功耗降低了30%。
美好的数字射频直采
TI在模拟/数字混合射频信号领域具有多年积累,AFE7920正是基于TI的丰富经验所开发出的数字射频直采芯片,相较于纯模拟集成具有诸多优势。
首先,通常运营商在sub 6GHz频段有最高400MHz的瞬时带宽要求,在毫米波频段有至少400MHz/800MHz的瞬时带宽要求。TI的收发器可支持到最宽800MHz带宽,满足全部Sub 6GHz及部分毫米波的应用需求。
其次, 全场景支持使平台归一化成为可能。 5G基站的形态相对于4G更加丰富,包括宏站、小站、Massive MIMO等。同一颗芯片可以支持不同的基站形态,从而使客户降低开发成本,更快地在市场上推出产品。
同时还支持混模模式。一个4T4R的单模芯片劈裂为两个独立的2T2R承载不同的频段,实现单芯片混模场景。例如2T2R TDD+2T2R FDD等。更进一步,射频直采架构的超高采样率使得双频段的数字拉远成为可能,从而实现通道级的双频段发射和接收,例如宏站场景下的18GHz+21GHz 双频段应用(从ASIC/FPGA,分别接收18GHz和21GHz的基带信号,在芯片内部实现数字合路,最后通过同一发射通道进行双频段的发射,接收即为其的反向 *** 作),两个频段的射频拉远距离可以达到3GHz,满足客户不同方面的需求。
此外,数字射频直采技术无需镜像和本振校准,简化了整个系统的开发,同时提供芯片自检报警机制,及天线校准、绿色节能等系统功能的灵活设定。
Wenjing强调,对于Massive MIMO和波束成形等技术而言,虽然重要的都是算法,射频直采技术只是为算法提供硬件实现。但如果没有高集成及通道间高度协同的芯片,Massive MIMO等新一代天线技术只会是纸上谈兵。
5G看中国,射频直采收发信机看TI
据悉,2017年中国第一代4G的MIMO基站就采用了TI的4T4R射频直采芯片,而中国第一代5G基站也采用了TI的射频信号链解决方案。值得一提的是,这一系列产品需求,很多都是来自中国客户,Wenjing参与并主导了产品定义。这也是TI与其竞争对手的不同之处,即5G产品定义的重心放在中国,更贴近中国客户的需求,这也是TI深耕中国35年的体现之一。
TI在中国 5G基站 建设中发挥了极其重要的作用,跨越2G/3G/4G/5G网络,囊括宏站、Massive MIMO、小站等多种站型。而且TI还在不断改进产品,支持更多的通道,更大的带宽和更低的功耗,以满足客户不断更新的需求。TI 最新发布的AFE8092 8T8R射频直采多频段收发信机在AFE7920的基础上进一步的通过架构革新,在集成度提高的同时,再次实现了同等场景下功耗的30%下降。相比于4T4R的产品,可以更好地满足Massive MIMO所需。
为了应对复杂的5G通信架构,有源天线系统的演进速度远超以往。包括需要减小信号链大小,降低复杂性,同时提供宽带宽和多个频率;可在高环境温度下工作的高密度电源管理;以及通过基于分组的前传接口实现网络同步。TI除了高集成的模拟前端之外,还提供包括电源、时钟、MCU、放大器、接口等,从而实现全系统解决方案。
不久前,工业和信息化部网站上公布了《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》并正式征求意见,目标到2023年,我国5G应用发展水平显著提升,综合实力持续增强;5G个人用户普及率超过40%,用户数超过56亿;5G网络接入流量占比超50%,5G网络使用效率明显提高;5G物联网终端用户数年均增长率超200%。
5G基站是新型信息基础设施的基石,TI拥有品类齐全的模拟和嵌入式处理系列产品,强大的本地制造研发能力、遍布全国的产品分销及销售网络,帮助中国客户实现更低延迟和更高数据速率的5G系统,促进更多创新应用,赋能中国新基建。TI植根中国35年,始终如一,同中国客户一起迎接未来挑战。
集成电路很小,“心”的天地可以更大。
第一,2G、3G的退网是移动通信更新换代的必然选择,也是当前国际上各个国家的主要做法。根据不完全的统计,由于用户业务大多迁移到4G网络,全球已经有100多个运营企业、通信运营商实施了2G、3G的退网,这些国家将2G、3G腾退的频率用做新一代的移动通信部署,比如用在4G上,甚至有的国家用在5G上。从网络层面上看,如果2G、3G不退网,这些资源没有几个用户用,在塔上占着位置,更主要是占着地皮、电源、维护成本,甚至还要为这些网络加一些备品备件等等。从终端上看,目前大家知道我们手里拿的手机很方便,走到哪里都能接入,其中一个条件是这个手机得全模,而且每一个频点都得做,所以退网可以减少一些制式,基站就不用说了,基站、终端的耗电、成本都会降低。所以这个事情是非常好的事情,这是第一点。第二,要从用户的角度考虑,移动退网不能简单的今天说退了,明天就把闸给拉了,这是不合适的。我们要充分考虑用户的使用。简单的说,我今天把这个网退了,我们所有老百姓在使用手机上没有什么感觉这个网退了,让用户享受到网退了但服务不能换,用户真正要的不是网,要的是服务。好像我们坐火车,我记得以前我上学坐火车是蒸汽机车,都是烧煤的,速度比较慢,而且那时候买票的时候都想买靠后的车厢,为什么?因为前面的车厢一烧煤出来的烟灰往窗户里灌,满脸都是黑的。后来内燃机机车,又快,又比较稳当,不用烧煤。再往后就是电气化机车,后来又是高铁。不管怎么变,坐火车不能影响,而且坐火车原来是坐的比较慢,越往后越快,不是说大家一定要坐烧煤的车和坐慢车,一定要给大家提供舒适便捷的服务。移动网也是如此,移动网退网的时候一定要有一个善后的方案,这里面比如号码,特别是现在的移动通信号码都是用了很长时间,这个网退了,号码不要变,服务的内容不要变,当然有些服务内容不是百分之百的,如果有更好的替代,一定要有一个比较好的服务方案来替代原有的服务方案,提供更加快速、丰富、便捷的宽带服务,为用户愿意退、乐意退创造好的条件。
第三,要对网络退网提前进行规划。运营企业的移动网络退网要早谋划、早告知,让用户和运营企业自己有充分的时间和心理准备来推动退网的进程。总的看来,移动通信退网是移动通信网络技术发展的一个自然的历程,随着4G覆盖非常完善,我们4G网络都已经覆盖到98%以上的行政村,我们5G的商用列车已经都开动起来了,我国移动通信的网络面临着2G、3G退网的条件已经逐渐成熟了,例如像我们3G网络TD-SCDMA目前它的负载已经很轻了,我们鼓励运营企业积极引导用户迁移转网,将有限的频率资源和网络资源用到5G、4G移动通信网络发展当中,整体降低成本,这实际上为我们用户的降费也创造了条件,提高我们国家整个通信网络的运营效率。谢谢!
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