什么是5G基站?

什么是5G基站?,第1张

5G是指第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术5G是4G之后的延伸,其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb,比4G网络的传输速度快数百倍,一部超高画质可在1秒之内下载完成。5G的关键技术包括MassiveMIMO、SDN/NFV、全频谱接入、网络切片、边缘计算等,最终应用在大数据、物联网、车联网等领域。        

5G基站的初步认识5G基站有:宏基站、微基站、皮基站、飞基站。5G通信属于毫米波通信,它的传输效率是4G的百倍,但基站需要扩容增加20倍以上。5G时代,为了实现数据低延时的高速传输,微基站和皮基站会越来越多,几乎随处可见。      

5G室外AAU部分可以离机房的主设备2-10KM远,以光缆传输为主。 

5G基站室外部分相比于4G基站的射频和天线部分是分开的,5G基站则将天线(AU)和射频(RRU)合二为一,成为全新的单元AAU(有源天线单元),总体积大约可下降2/3,站点部署大大简化,有利于工人安装。同时馈线复杂度降低,数据损耗减少,基站整体网络性能提升。   

平常见到的收音机天线都是无源天线,它只是包含金属棒,电容器和电感器等无源器件。当在这些金属体之后,加上晶体管等器件组成的功率放大器,这就形成了有源天线。有源天线是目前高灵敏度天线的主流设计。超大规模天线中,很多个天线会被放置成为天线阵列。这时候其中的单个天线被称为“阵子”。

“有源功放”和“无源阵子”,指的就是Massive
MIMO中的有源天线。有源天线的发展意味着天线将实现智能化、小型化、定制化。Massive
MIMO的波束赋形和我们通常理解的波束赋形是不一样的。它并不是波束直线指向用户终端,而是可以从多个不同方向指向终端。信号预处理算法可以为波束安排最佳路由,它也可以在精确协调下将数据流经由障碍物反射路径发送到指定用户。        

AAU的结构特点:(1)1+1极简天面,降低馈线损耗,减少设备数量,实现快速部署1P(Passive,无源)多端口天面收编现网Sub
3G存量天面,1A(Active,有源)5G 3D
MIMO独立天面。(2)多频合一模块,支持多频段部署,满足站点复杂要求通过18G+21G双频4T4R等多频模块以1当2,精简塔上射频模块,支撑1+1极简天面收编;        

在有源天线上,通过垂直扇区劈裂将一个扇区劈裂成可覆盖两个区域的两个扇区,且劈裂后的两个扇区所对应的小区具有相同的频点。

在单列(或多列)有源天线内部,通过波束赋形网络对接收信号进行处理,得到两个倾角不同的上行波束,达到4路接收分集。

5G基站核心部分从下图可以看出,4G基站有BBU、RRU和天线几个模块,每个基站都有一套BBU,并通过BBU直接连接到核心网。而到了5G时代,原先的RRU和天线合并成了AAU,而BBU则拆分成了DU和CU,每个站都有一套DU,然后多个站点公用一个CU进行集中式管理。   

CU、DU切分带来的好处:下图是4个4G基站间的信息交互图,基站数量多了之后,每个基站都要独立和周围的基站建立连接交换信息。如果基站数量更多了的话,连接数将呈指数级增长,这种情况会导致4G基站间出现相互干扰难以协同。       

而5G则不同,有了CU这个全知全能的中心节点存在,所有基站的信息一目了然,统筹管理全局资源也就更容易一些。      

CU、DU切分可以之后的优势:

1、实现基带资源的共享;由于各个基站的忙闲时候不一样,传统的做法是给每个站都配置为最大容量,而这个最大容量在大多数时候是达不到的,使用DU集中部署,并由CU统一调度,就能节省一半的基带资源。

2、有利于实现无线接入的切片和云化;网络切片作为5G的目标,能更好地适配eMBB(增强移动宽带),mMTC(海量连接的物联网业务)和uRLLC(超高可靠性与超低时延业务)这三大场景对网络能力的不同要求,而切片实现的基础是虚拟化。      

但在现阶段,对于5G的实时处理部分,通用服务器的效率还太低,无法满足业务需求,因此还需要采用专用硬件,而专用硬件又难以实现虚拟化。这样一来,就只好把需要用专用硬件的部分剥离出来成为AAU和CU,剩下非实时部分组成CU,运行在通用服务器上,再经过虚拟化技术,就可以支持网络切片和云化了。因此,CU加上边缘计算及部分核心网用户面功能的下沉,就被称为“接入云引擎”。        

3、满足5G复杂组网情况下的站点协同问题;5G使用的是高频毫米波,它的频段高,覆盖范围小,站点数量将会非常多,会和低频站点形成一个高低频交叠的复杂网络。要在这样的网络中获取更大的性能增益,就必须有一个强大的中心节点来进行话务聚合和干扰管理协同,这样的中心节点就是CU。CU、DU切分可以之后的缺点:

1、时延增加,网元的增加会带来相应的处理时延,再加上增加的的传输接口带来的时延,增加的虽然不算太多,但也足以对超低时延业务带来很大的影响。

2、网络复杂度提高。5G不同业务对实时性要求不同,eMBB(增强移动宽带)对时延不是特别敏感,看高清视频只要流畅不卡顿,延迟多几个毫秒是完全感受不到的;mMTC(海量连接的物联网业务)对时延的要求就更宽松了,智能水表上报读数,有个好几秒的延迟都可以接受;而uRLLC(超高可靠性与超低时延业务)就不同了,对于关键业务,如自动驾驶,可能就是“延迟一毫秒,亲人两行泪”。

所以说,CU和DU虽然可以在逻辑上分离,但物理上是不是要分开部署,还要看具体业务的需求才行。对于5G的终极网络,CU和DU必然是合设与分离这两种架构共存的。

5G初期只会进行CU和DU的逻辑划分,实际还都是运行在同一个基站上的,在5G和4G共站址的情况下,只需要对原先机房内部的传输,电源,电池,空调等配套设备升级之后,再把5G基站(CU和DU一体)放进去就可以快速开通5G了,而搞CU和DU分离,还需要专门为CU去建设新的数据中心,成本太大。后续随着5G的发展和新业务的拓展,才会逐步进行CU和DU的物理分离

物联网就是通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
通俗地讲,物联网就是“物物相连的互联网”,它包含两层含义:
第一,物联网是互联网的延伸和扩展,其核心和基础仍然是互联网;
第二,物联网的用户端不仅包括人,还包括物品,物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。

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1、全面感知

利用无线射频识别(RFID)、传感器、定位器和二维码等手段随时随地对物体进行信息采集和获取。 感知包括传感器的信息采集、协同处理、智能组网,甚至信息服务,以达到控制、指挥的目的。

2、可靠传递

是指通过各种电信网络和因特网融合,对接收到的感知信息进行实时远程传送,实现信息的交互和共享,并进行各种有效的处理。在这一过程中,通常需要用到现有的电信运行网络,包括无线和有线网络。

由于传感器网络是一个局部的无线网,因而无线移动通信网、3G网络是作为承载物联网的一个有力的支撑。

3、智能处理

是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对随时接受到的跨地域、跨行业、跨部门的海量数据和信息进行分析处理,提升对物理世界、经济社会各种活动和变化的洞察力,实现智能化的决策和控制。

扩展资料:


基本功能

在线监测:这是物联网最基本的功能,物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。

定位追溯:一般基于传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等GPS(或其他卫星定位,如北斗)和无线通信技术,或只依赖于无线通信技术的定位,如基于移动基站的定位、RTLS等。

报警联动:主要提供事件报警和提示,有时还会提供基于工作流或规则引擎(Rule“sEngine)的联动功能。

指挥调度:基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。

预案管理:基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。

安全隐私:由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性,物联网系统必须提供相应的安全保障机制。

远程维保:这是物联网技术能够提供或提升的服务,主要适用于企业产品售后联网服务。

在线升级:这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段,也是企业产品售后自动服务的手段之一。

参考资料来源:百度百科-物联网概念

物联网是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为单个产品建立全球的、开放的标识标准,并实现基于全球网络连接的信息共享。物联网(Internet of Things)理念指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具有“内在智能”的设备如传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等,以及具有“外在使能”(Enabled)的物品如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”、通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)。

物联网功能在于,能基于云计算的SPI等营运模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet/)或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控(隐私保护)乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、进程控制、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”(Things)的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化服务。

具体的来说,物联网的基本功能特征是提供“无处不在的连接和在线服务”(Ubiquitous Connectivity), 具备十大基本功能。

在线监测:这是物联网最基本的功能,物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。

定位追溯:一般基于GPS(或其他卫星定位,如北斗)和无线通信技术,或只依赖于无线通信技术的定位,如基于移动基站的定位、RTLS等。

报警联动:主要提供事件报警和提示,有时还会提供基于工作流或规则引擎(Rule“s Engine)的联动功能。

指挥调度:基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。

预案管理:基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。(证据采集)

安全隐私:由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性,物联网系统必须提供相应的安全保障机制。

远程维保: 这是物联网技术能够提供或提升的服务,主要适用于企业产品售后联网服务。

在线升级:这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段,也是企业产品售后自动服务的手段之一。

领导桌面: 主要指Dashboard或BI个性化门户,经过多层过滤提炼的实时资讯,可供主管负责人实现对全局的”一目了然“。

统计决策: 指的是基于对联网信息的数据挖掘和统计分析,提供决策支持和统计报表功能。

都是远距离无线传输,只是各自的应用领域不同而已。

LoRa比较适合局域网,自己管理数据,自己架设基站进行数据处理,比如一个农场、一个蔬菜基地等。

NB-IoT较适合广域网部署,应用领域比较适合广泛部署,一个特征应用比如共享单车就比较适合NB而不适合LoRa,比较像是3/4G跟WiFi的关系。

LoRa:基站需要自己管理,可以类比为自己家里WIFI路由器,手机链接WIFI上网

NB-IoT:基站运营商已经给你建好,要传输付钱即可,数据走运营商网络,可以类比为目前的手机3/4G上网

LoRa、SigFox因为出现的时间较早,且较基于授权频谱的LPWA技术更为成熟,也可以规模商用,能够满足当时部分用户的需要,因此获得了运营商的选择。在市场上,基于非授权频谱的LPWA技术,主要是LoRa、SigFox为主。

随着技术的进步和发展,到了2016年,NB-IoT和eMTC这两项技术出现了,并且这两项技术都采用统一的3GPP标准来扩展物联网。这项技术具有行业标准的属性,是开放的,并且采用的技术方向是向5G进行逐步演进,标准会不断的提升和演进。


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