移動(dòng)通信系統(tǒng)從第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)

(1G)開始逐漸發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展到第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)也已經(jīng)開始標(biāo)準(zhǔn)化，預(yù)計(jì)2020年商用。

本文分別總結(jié)2G、3G、4G和5G系統(tǒng)的基站架構(gòu)。

一 2G

2G通信系統(tǒng)采用3級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即：BTS-BSC-核心網(wǎng)。2G核心網(wǎng)同時(shí)包含CS域和PS域。

2G通信系統(tǒng)起初主要采用一體式基站架構(gòu)。一體式基站架構(gòu)如下圖所示，基站的天線位于鐵塔上，其余部分位于基站旁邊的機(jī)房?jī)?nèi)。天線通過饋線與室內(nèi)機(jī)房連接。

一體式基站架構(gòu)需要在每一個(gè)鐵塔下面建立一個(gè)機(jī)房，建設(shè)成本和周期較長，也不方便網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的拓展。

后來發(fā)展成為分布式基站架構(gòu)。分布式基站架構(gòu)將BTS分為RRU和BBU。其中RRU主要負(fù)責(zé)跟射頻相關(guān)的模塊，包括4大模塊：中頻模塊、收發(fā)信機(jī)模塊、功放和濾波模塊。BBU主要負(fù)責(zé)基帶處理和協(xié)議棧處理等。RRU位于鐵塔上，而BBU位于室內(nèi)機(jī)房，每個(gè)BBU可以連接多個(gè)(3-4個(gè))RRU。BBU和RRU之間采用光纖連接。

二 3G

發(fā)展3G網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為了節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，3G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本與2G保持一致。

3G通信系統(tǒng)同樣采用3級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即NodeB – RNC - 核心網(wǎng)。3G核心網(wǎng)同時(shí)包含CS域和PS域。

3G時(shí)代主要采用分布式基站架構(gòu)。類似地，分布式基站架構(gòu)將NodeB分為BBU和RRU兩部分。

三 4G

4G時(shí)代到來時(shí)，基站架構(gòu)發(fā)生了較大的變化。為了降低端到端時(shí)延，4G采用了扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。將原來的3級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)“扁平化”為2級(jí)：eNodeB-核心網(wǎng)。RNC的功能一部分分割在eNodeB中，一部分移至核心網(wǎng)中。4G核心網(wǎng)只包含PS域。

4G基站基本采用分布式基站的架構(gòu)。同時(shí)，中國移動(dòng)提出并推動(dòng)的C-RAN架構(gòu)也逐漸推廣。C-RAN架構(gòu)將BBU的功能進(jìn)一步集中化、云化和虛擬化，每個(gè)BBU可以連接10-100個(gè)RRU，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的部署周期和成本。

與傳統(tǒng)的分布式基站不同，C-RAN打破了遠(yuǎn)端無線射頻單元和基帶處理單元之間的固定連接關(guān)系。每個(gè)遠(yuǎn)端無線射頻單元不屬于任何一個(gè)基帶處理單元實(shí)體。每個(gè)遠(yuǎn)端射頻單元上發(fā)送和接收信號(hào)的處理都是在一個(gè)虛擬的基帶基站完成的，而這個(gè)虛擬基站的處理能力是由實(shí)時(shí)虛擬技術(shù)分配基帶池中的部分處理器構(gòu)成的。

四 5G

為了進(jìn)一步提高5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的靈活性，5G采用3級(jí)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，級(jí)DU-CU-核心網(wǎng)(5GC)。DU和CU共同組成gNB，每個(gè)CU可以連接1個(gè)或多個(gè)DU。CU和DU之間存在多種功能分割方案，可以適配不同的通信場(chǎng)景和不同的通信需求。