S^2：3.5GHz室内覆盖，2T2R能否成为黑马？

溯溪而上

有源小基站成为5G热宠

    5G由于其高工作频段、大传输带宽的特点，带来了无线流量的快速增长，也给运营商进行5G部署带来了挑战。传统无源室分系统的工作频段在800MHz-2.7GHz，在5G高频段下（例如3.5GHz）不能针对其进行平滑升级，同时室外覆盖室内也因为频段问题而遇到瓶颈。由此，尤其是对于3.5GHz频段而言，需要构建基于小基站的有源室分系统用于实现室内5G网络覆盖，在满足室内的高速上网需求的同时为未来升级提供可能，而大量部署5G有源小基站将明显提升网络部署成本，成为运营商需要面对的重要问题。

    对于有源室分小基站，其架构通常为分布式的BBU+交换机+RRU三级架构，按部署场景，可以将BBU部署于建筑物中心机房，交换设备置于各层弱电井，远端单元负责实现用户覆盖。在BBU侧可以通过小区合并和分裂为动态满足不同的场景容量需求。另一方面基于有源小基站有利于实现精准定位、故障监控等无源室分无法处理的新功能。

    目前以华为Lampsite、中兴Qcell、爱立信Dot为代表的有源室分系统成为5G室内主流方案。

4T4R为什么成为3.5GHz标配？

    一直以来，在5G室内小基站产业链里有个基本共识，对于3.5GHz，4T4R是RRU多天线的标配。首先，受限于安装空间，室内 5G 网络无法安装体积较大的 Massive MIMO（64T64R）天线， 只能选择体积较小的 MIMO 天线；而从覆盖角度看，3.5GHz的4T4R可以达到与1.8GHz的LTE同覆盖；从系统容量角度看，4T4R可以使系统容量最大化；而且因为5G终端为2T4R，4T4R的小基站也与其能力相匹配。

    下图为截自华为公司的室内5G网络白皮书的小区边缘速率，结果能够佐证4T4R的有效性。其使用了3GPP 38.900协议定义的室内非视距场景传播模型，考虑一堵室内建筑物墙体损耗、头端发射功率与4G相近：

    当射频头端选择2T2R时，若考虑头端发射功率为250mW，其覆盖和容量都会较4T4R有所降低，但我们如果进一步分析，其指标的降低并非没有应用场景。首先，从容量上来说，可以将室内覆盖场景分为热点高容量以及较低容量场景，对于人流密度较大的交通枢纽、大型酒店可以定义为热点高容量场景，需要高吞吐的网络解决方案进行覆盖，而对于较低容量需求的室内覆盖场景，2T2R也是有应用空间的，同时结合有源小基站的小区分裂能力，可以通过较4T4R更高的小区分裂数达到相同的系统总体峰值速率。   

    从覆盖的角度，2T2R的链路预算结果中可以看到，室内覆盖的瓶颈在于下行数据信道，如下表所示。那么，如果提升小基站发射功率，是可以达到上下行均衡的目的，从而提升覆盖的。

2T2R 500mW的创新性探索

    每通道250mW（24dBm）是目前业界对小基站发射功率的共识，也是3GPP对室内站的功率要求，但究其来源无外乎是室内发射功率对人体的辐射环评影响，如果我们已论证4T4R 250mW没有环评问题，那么总功率一致的2T2R 500mW也不存在这方面的瓶颈。

    接下来看当发射功率提升3dB，链路预算上又发生了什么变化？此时上下行可以实现同覆盖！

意义在哪里？

    那么，为什么要将一个低配的2T2R提出来还要做产业界目前没有的设备创新呢？主要在于成本！5G时代每头端覆盖范围小，需要部署大量RRU，所以RRU的成本会变得很敏感。

    从目前RRU设计架构来讲，由4T4R降配至2T2R（考虑500mW高功率），经初步统计整体成本或可下降30%左右。首先，因处理计算量增大，由2T2R到4T4R将影响FPGA的选型，成本预估将下降20%-30%；其次，在收发信机芯片方面，4T4R需要两片ADI双通道芯片或一片ADI 4通道芯片，成本将差至少20%；RF部分，4T4R将较2T2R成本翻倍；最后是外围电路/结构/生产方面，也会有少许成本降低。当然以上数值预估都是基于芯片非批量采购的基础上的，批量采购的数字会有所不同。

    另外，从前传带宽来看，2T2R较4T4R降低一半容量需求，例如4T4R 100MHz采用Option8切分方式时前传速率约18Gbps，采用1/2压缩，对于10G的POE供电来说已基本到上限了。

难度在哪里？

    那么对于业界已经有的设备形态，例如2T2R 250mW，能否快速实现500mW呢？这就涉及几方面的问题：

    首先，2T2R 250mW在不采用DPD的情况下也可以工作，但当功率推到500mW时就要求DPD算法达到一定精度了；

    其次，在设备初始设计时，需要预留功率提升空间，这里不止包括对PA和滤波器需要更换，对于系统的电源规划设计和热分布设计也有变化，所以会存在在既定设计上不能直接提升功率的问题。   

最后一句

    任何的创新尝试都会经过设备开发、测试验证等迭代环节才能趋于稳定，对于2T2R 500mW，需要对其进行完整的射频测试及覆盖性能测试，来看是否真正能在产业界推广，让我们拭目以待：）

转自  S2微沙龙