5G基站为什么需要AAU?

与非网 2020-05-25 11:27:35

基站,其实早已像水和电一样融入了我们的生活,无时无刻不在为我们服务。但是,这个幕后英雄,却不为多数人所理解。看完本期的内容,你将会了解基站最重要的组成部分,RRU 的进阶设备版本——AAU:① 为什么需要 AAU?② 有哪些类型的 AAU?③ AAU 能给 5G 网络带来哪些好处?

一 为什么需要 AAU?

RRU,也就是远端射频单元,是现代基站的两大核心(BBU 和 RRU)之一,又被称作辐射的万恶之源。随着无线网络的发展,一个基站要支持 2G,3G,4G 等多种制式,还要兼顾 900M,1800M,2100M 多个频段。甚至,还有 700M,2600M 等 4G 专用频段。考虑到一个基站通常有 3 个扇区,铁塔上就要挂上就有 15 个各频段的 RRU,再连接到 3 个多端口天线上,共计 18 个设备,导致铁塔上拥挤不堪。在国际上,很多运营商租赁铁塔是按照上面挂的设备数量来收费的,因此怎样在频段和容量不变的前提下减少塔上挂的设备数量,成为了一个强需求。并且,在 4G 网络发展的后期,为了支持更强的 MIMO 和分集接收能力,RRU 需要支持的天线端口越来越多,从两端口,发展到 4 端口甚至 8 端口,对天线的要求越来越高,连接也日趋复杂。这时自然而然地可以想到,既然 RRU 需要和天线近距离安装,还必须用射频线连在一起,那何不把这对搭档合二为一,搞成一个模块呢?这样一来,不但塔上的设备少了,连接 RRU 和天线之间的跳线也不再需要,也就没有任何馈线损耗了!在这样的背景下,把 RRU 和天线融合在一起的设备,AAU(Active Antenna Unit,有源天线单元)应运而生。

所谓有源,就因为这种带天线的设备需要供电才能把信号发出去,毕竟 RRU 在里面装着呢。而传统的天线是不需要供电的,也叫做无源天线。随着 5G 时代的来临,为了支持超高下载速度,4G 时代的普通 MIMO 升级为大规模 MIMO(Massive MIMO),RRU 需要支持 64 路发射,并连接到含 192 个天线单元的天线阵列。这样 RRU 和天线都要支持 64 个端口,并用 64 根跳线连起来才行,这哪里放得下?真是有些丧心病狂,还是两者合体来得干净利落。就这样,AAU 从 4G 时代开始萌芽,到了 5G,则上位成为了标配。RRU 在 5G 时代已日趋边缘化。

二 有哪些类型的 AAU?

1. RRU 和天线松耦合式 AAUAAU 虽然优点多多,但也有不灵活之处,那就是天线和射频完全耦合,产品架构上需要重新进行产品设计。在 4G 时代,各种 RRU 和天线已经很成熟了,AAU 的使用范围有限,设备商不太愿意花大力气重新设计全新的一体化产品,于是,出现了天线和射频松耦合式的 AAU 这样一种折衷设计。

这种 AAU 采用定制的天线,直接把现成的高频段 RRU 安装在天线背面,RRU 坏了也好更换,还可以跟普通天线一样用射频线外接低频段的 RRU,扩展性也很好。因其天线能和 RRU 无缝对接,相当于天线需要供电,这就是其名称中“有源”的来源;同时它用来外接 RRU 的端口叫做“无源”端口,这是一种有源跟无源结合的方案。在 4G 时代这种 AAU 还能勉强用用,到了 5G 时代就完全招架不住了。2. 用作深度覆盖的美化 AAU 这是一种用于闹市区等人口密集区域深度覆盖的 AAU,对发射功率要求低一些,但对产品的美化程度要求很高,上面所说的松耦合式 AAU 体积大,功率大,外观吓人,不满足需求。

因此,出现了此场景专用的 AAU,一般仅支持一到两个频段 2T2R,没有外接其他 RRU 的无源端口,因此结构简洁,小巧美观。3. 5G 时代的主流:支持 Massive MIMO 技术的 AAU 为了提供超高下载速率,Massive MIMO(大规模多入多出)成为了 5G 等核心技术。在 4G 时代,主流等 RRU 支持 4T4R,也就是下行最多支持发射 4 路数据信号,跟手机做 4x4 MIMO,上行则支持 4 根天线同时接收一路相同的信号,用以增强上行覆盖。而 5G Massive MIMO AAU 一般采用 192 个天线单元,支持 64 路发射和接收信号,下行可稳定支持 24 路数据信号同时发送,上行也能同时接收 12 流号同时接收。

这样一来,即使 5G 采用跟 4G 一样的载波带宽和子载波间隔,在 Massive MIMO 的加持下也能实现小区下行吞吐量 5 倍的提升!可以看出,Massive MIMO 的射频通道多,天线阵列规模大,复杂度提升,两个模块间的耦合更加紧密,必须把它们硬件上合二为一,再辅以合适的软件算法才能实现良好性能。因此,在 5G 主流的 Sub6G 频段上,支持 Massive MIMO 的 AAU 成为了绝对的主流。

并且这种 AAU 内的天线一般只能支持单个频段,无法提供无源端口来外接其他低频段的 RRU,或者说技术难度太大。比如,3.5GHz 的产品就只能工作在这个特定频段上的一小段带宽(100M),想要天线再支持 700MHz 低频,外接 700MHz 的 RRU 来扩展覆盖,是做不到的。4. A+P,AAU 和天线的再一次融合前面说过,5G 的主流频段是 2.6GHz,3.5GHz 这些频率比较高的频段,能提供 100M 的超大载波带宽,并通过 AAU 来提供 Massive MIMO 技术来支撑 5G 的高速率。

与此同时,像 700MHz 这样的低频段,由于频率低带宽窄,虽无法支撑 5G 高速率,却能提供良好的覆盖,因此也得到了运营商的青睐。然而较高频段 Massive MIMO 的 AAU 没法支持 700MHz 频段,需要独立的天线才行。这样一来铁塔上的设备就又要增加了,租金增加不说,很有可能压根就没空间放。于是,业界有人想到了把高频 AAU 和低频天线拼接起来的办法,管它内部结构如何,反正从外面看是一个大盒子,节省了天面空间,铁塔租金也可以省了。这种方案就叫做 A+P。A 代表有源模块,就是其内部需要供电的高频 AAU;P 代表无源模块,就是包在里面的低频天线。

从上图可以看出,A+P 这种产品中间有一个明显的接缝,昭示着它拼凑和痕迹,对自己的出身倒是毫不掩饰。

三 AAU 扛起 5G 的大旗

5G 首先部署在城区热点,这些地方一般高楼密布,不但需要覆盖地面,高楼的垂直覆盖也十分重要。

Massive MIMO AAU 的大规模天线阵列不但支持水平面的多流发射,还能把波束在垂直面上灵活分布,对高楼的覆盖能力极大增强。

由于发射通道多,可以形成很窄的波束,空分复用的能力更强,把同一份频率和时间资源共享给多个用户。业界最多可以支持下行 24 路数据流同时发送,相比 4G 的 4x4 MIMO(4 流),小区能力提升了 5 倍。

速率的大幅提升,正是 5G 部署初期的 eMBB 业务的全部奥义,让用户直观地感受到了 5G 带来的畅快淋漓。正是 AAU,扛起了这面 5G 的大旗。

好了,本期的内容就到这里,希望对大家有所帮助。

基站,是个受误解最多,但所有人都离不开的设备。它一点都不神秘,也不可怕。在它的背后,更有一群通信人的坚守。

重磅,为新手小白准备的IPFS/FIL挖矿干货!

互联网发展已经从中心走向边缘。5G根本上来说就是解决最后几十或几百米的高速联网的技术。其实从3G、4G、5G一路走来,都是解决网络末端的接入问题。

随着家庭宽带、3G、4G、5G的普及,互联网能够承载的内容和服务就像溪流汇入江河,层出不穷,而如今的互联网基础设施无法承受社会公众对互联网时代的滔天向往。无论是人工智能、VR、物联网还是区块链,对互联网基础设施的需求都在呈指数级爆发增长。

5G是网络到端技术的变革,而VR/AR,人工智能赋能的语音和视频识别合成技术,则是整个网络的输入输出技术的变革,也是网络边缘技术的革新。

假如把互联网作为一个完整的系统来看,边缘变得越来越重要。除了前面提到的网络,输入输出的革新,要满足物联网和更多应用的需求,必然要求运算和存储这两个重要部分也走向边缘或者端设备。

可以预见,随之而来必然的趋势是边缘计算和边缘存储。而IPFS就是为边缘存储而设计的,是存储到边(端)的变革。它正在为中心化存储的诸多问题提出了解决方案。

总之我们马上会看到的趋势是:IPFS技术和其他到端技术协同发展,相辅相成,为物联网、边缘计算、自动驾驶、新型社交等各种应用赋能。

IPFS为边缘存储,能做到极大的降低数据存储的成本,提升数据下载速度。

世界发展的规律告诉我们, 凡是符合”共享的, 提升效率的”,一定是未来的趋势。

IPFS的诞生极大提高了我们数据存储的共享,这就是价值。凡是需要优化数据存储的地方几乎都可以使用IPFS来提升效率。

而Filecoin是基于IPFS进行 ICO的另外一个项目,本质上来说 Filecoin是对 IPFS网络的一个激励层,激励参与者提供更好的磁盘、更好的网络,提供给使用者更好的使用体验和稳定质量。

Filecoin作为一个去中心化存储网络,也叫做Filecoin的区块链,Filecoin进行了ICO,代币名称为FIL。FIlecoin区块链中的矿工可以通过为客户提供存储来获取FIL。相反的,客户可以通过花费FIL雇佣矿工来存储或分发数据。

和比特币一样,Filecoin的矿工们为了巨大的奖励而竞争式挖区块,但Filecoin的挖矿效率是与存储活跃度成比例的,这直接为客户提供了有用的服务(不像比特币的挖矿仅是为了维护区块链的共识)。这种方式给矿工们创造了强大的激励,激励他们尽可能多的聚集硬盘并且把它们出租给客户们。

值得注意的是,硬盘大≠存力大。早期的Filecoin宣传者宣传Filecoin是“硬盘挖矿”,想当然地认为既然是根据存储来挖矿,那么硬盘越大越好。如果比照BTC、ETH的算力挖矿,我们很容易就会发现,硬盘只是存储数据的载体,而且还不是唯一的载体。存储多少数据要受带宽,报价,运维、战略等方面的影响,这几个因素缺一不可。

所以,Filecoin不是硬盘挖矿,而是存力挖矿。

上传到Filecoin网络上的数据会被切割成256kb(默认)的碎片,矿工需要去争夺的就是这些碎片,每一个碎片被存储到硬盘里都需要经过竞价、抢单、存储等一系列过程,因此,在Filecoin挖矿中,调整参数尤为重要。

作为矿工,要想方设法让存到硬盘里的“有效数据”越多,存力才会越大,收益也越大。

存力挖矿和硬盘挖矿有着本质的区别,硬盘挖矿是比较谁的硬盘多谁就挖得多,存力挖矿无论硬盘多少,对于存到硬盘里的数据都没有太大影响。所以,存力挖矿是真正公平的挖矿机制。

存力挖矿里的NO.1项目,当然要属IPFS的原生激励层Filecoin了。这点毋庸置疑!

这个问题不得不重新审视当初Filecoin惊人的融资情况:2017年的私募里,Filecoin30分钟获得了2.57亿美元投资,得到了多家投资领域内大咖的支持,其中包括红杉资本和硅谷知名风投Union Square Ventures ,其他投资方还有 Winklevoss Capital, Digital Currency Groupm, 以及创业孵化器 Y Combinator 总裁 Sam Altman。

同时,IPFS与Filecoin出自同一团队,差别是项目初衷和发展路径不同。IPFS是一种数据传输协议,作为区块链的基础设施存在,无代币发行;Filecoin则是一个一般意义上的区块链项目,发行了代币Filecoin(简写FIL),市面上的IPFS挖矿指的是挖FIL。

IPFS与Filecoin紧密共生。IPFS用来定位和传递数据,作为基础设施存在;Filecoin是IPFS的经济激励系统,结合Token激励模式构建了一个去中心化存储市场。没有Filecoin,IPFS难以启动和运转起来;IPFS的持续开发又为Filecoin提供重要的基础支持,且IPFS的普及将刺激市场对更安全、更高效的分布式存储Filecoin的需求。

IPFS旨在解决现有http分发协议缓慢、昂贵、脆弱等弊端,技术目标具有颠覆性和巨大商业潜能,同时Filecoin采用复制证明和时空证明等技术创建去中心化存储交易市场具有真实的应用需求。

Filecoin(FIL)是IPFS体系下的唯一原生代币,由于主网未上线,FIL皆还处于锁定状态,并未在二级市场流通。

目前市场上看好IPFS及Filecoin者主要通过购买买Filecoin期货或挖矿两种途径做投资部署。

1、购买少数几家交易所提供的FIL期货,因存在一定的承兑风险,总体热度较低;

2、投资FIL挖矿,挖矿只需要一次投入,Filecoin就会源源不断的被挖出来。

值得注意的是,当前大肆抢购IPFS矿机风险太大。

自2017年开始就不断有不法分子打着挖Filecoin的旗号来卖矿机。虽然IPFS/Filecoin官方已经再三强调在关键参数公布之前不要买任何实体矿机,然而面对市场的热度加上信息的不对称,仍会有越来越多的新闻爆出IPFS/Filecoin矿机骗局。

大多数实体矿机的挖矿能力是不足的,甚至有些矿机根本挖不出Filecoin来。即使有合适的矿机,但当你所面临硬件升级、断电、网络故障、软件迭代等一系列情况,这时也只有赔钱的份。

面对矿机风险、管理风险、时间风险等,那么该如何挖矿?
#ipfs##filecoin##挖矿#

[心]很多家长问,为什么同一位老师教出来的学生差别那么大?这里有一个很形象的比喻:
老师以4G的速度讲[鄙视]
学霸以WIFI的速度听[鼓掌]
学神以3G的速度记[憧憬]
有的学生以2G的速度瞅[挖鼻]
有的学生听着听着掉线了[费解]
有个别同学根本就没开数据连接[汗]
还有的学生是飞行模式[飞机]
也有的孩子一上课就自动关机——睡着了[顶]

为什么?
因为孩子的注意力无法集中!

注意力和记忆力源自于我们身体的哪一部分呢?
确切地说,是大脑的额叶。
为什么额叶这么重要?
因为额叶里面的主要神经物质——多巴胺起着决定性的作用:
它负责我们的注意力,是非观,规则,自律,执行力。
它被称作“热情的激素”,是我们人类大脑的“司令部”。
所以,我们真正的起跑线是我们的大脑——我们的额头以及额叶的神经组织。

所以,人生的成功,就是大脑额叶的成功!#你在专注什么##母婴育儿#


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