大家都知道，要想使用5G网络，必须要有5G基站做支撑，那么5G基站长啥样，又是如何建成的呢？

▲中国移动的5G天线设备

▲北斗+GPS的双星授时设备

5G天线设备、北斗+GPS的双星授时设备两者都是构成5G基站的一部分。

和4G基站相比，5G基站带宽更宽，通道数更多，容量更高，时延更低。根据不同的区域特点，中国移动安装部署了不同的5G基站。有的设备大，有的设备小，他们有区别吗？

首先，需要明白的是，不同的设备生产商，生产的设备也不同，所以设备形态存在差异属于正常。

其次，5G基站按覆盖范围的不同分为宏基站、微基站和皮基站。其中，宏站覆盖范围在200米以上，微基站覆盖范围在100米左右，皮基站用于室内覆盖，覆盖范围几十米。

二、5G基站分类与应用场景

基站是公用移动通信无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。按照功率和设备形态，移动通信基站有不同的划分，不同种类的基站差异较大。

根据3GPP制定的规则，无线基站可按照功率划分分为四大类，分别为宏基站、微基站、皮基站和飞基站。

（1）宏基站：宏基站是架设在铁塔上的基站，这种基站体型很大，承载的用户数量很大，覆盖面积很广，一般都能达到数十公里。铁塔的结构设计本身就考虑到了载荷，分为自立式塔式结构和拉线式结构。

（2）微基站：微基站就是微型化的基站，通常指在楼宇中或密集区安装的小型基站，这种基站的体积小、覆盖面积小，承载的用户量比较低。由于室外条件恶劣，这种基站的可靠性不如宏基站，维护起来比较困难。

（3）皮基站：相较于宏基站和微基站，皮基站的单载波发射功率和覆盖能力进一步减小，是比微基站更小型的基站。

（4）飞基站：飞基站是四种基站中最为小型的基站，飞基站是为家庭基站使用，由家庭宽带接入。

按照设备形态，移动通信基站主要分为一体化基站和分布式基站。一体化基站和分布式基站的主要区别是，一体化基站分为基带处理单元（BBU）、射频处理单元（RRU）和天馈系统包括三部分，而分布式基站通常指小型RRU，需要连接BBU才能正常使用。

 

由于小基站应用和部署场景灵活多样，因此采用“宏基站为主，小基站为辅”的组网方式是长期以来网络广深覆盖的重要途径。宏蜂窝基站一般有3个扇区，微蜂窝基站一般只有1个扇区。宏基站和小基站的区别在于，小微基站设备统一都装在电源柜里，一个柜子加天线即可实现部署，体积较小。宏基站需要单独的机房和铁塔，设备，电源柜，传输柜，空调等分开部署，体积较大。

一方面， 5G 主要采用3.5G及以上的频段，在室外场景下覆盖范围更小，受建筑物等阻挡，信号衰减更加明显，宏基站布设成本较高。另一方面，由于宏基占用面积较大，布设难度较高，站址选择难度增大，而小基站体积小，布设简单，可以充分利用社会公共资源快速部署。5G室外场景下，小基站和宏基站配合组网，实现成本和网络性能最优将是重要的发展思路。

在网络深度覆盖场景下，小基站相比宏基站优势更加突出。与传统宏基站相比，小基站由于信号发射功率和覆盖半径较小，单基站可容纳的用户数少，更适合小范围精确覆盖，可在有效覆盖区域内能够提供同等质量的高移动性、高速率的无线接入；小基站设备大多采用市电交流供电，信号回传方式种类较多，且设备费用远低于宏基站设备，同时对机房等配套设施要求不高，容易部署，投资和建设的性价比高，部署的优势更加突出。

与传统室内分布系统相比，小基站依然独具优势。小基站多采用天线内置，设备体积小，且通常为一体化有源设备，不要求机房等配套设施，在安装过程中易于与物业协调，施工简单快速，安装灵活方便，容易维护。尽管小基站推出的时间相比室内分布系统较晚，产业链不如传统室内分布系统成熟，但经过3G、4G两代通信技术的发展，目前已基本具备规模应用的条件。根据不同的应用场景选用相应的小基站设备和网络建设模式，在满足覆盖的条件下提升系统容量，我们认为小基站将成为4G/5G底层覆盖的重要方案。

由于单一宏基站建网无法满足网络覆盖的广度和深度，小基站成为宏基站的有效补充。首先，宏基站通常位于室外场景，相邻宏基站相距距离较远，在距离宏基站较远处存在信号弱覆盖。同时，由于受到障碍物的遮挡，盲点地区的信号覆盖质量较差，难以满足用户的正常需求。其次，由于受到载频容量的限制，单一基站提供的连接数和带宽相对有限，在热点地区难以满足用户对高带宽和多连接数的要求，而增加宏基站的成本较高。综合来看，宏基站由于存在信号覆盖盲点、基站部署成本较高以及选址较难等问题难以满足网络覆盖的广度和深度。

长期来看，小基站/室内分布系统将作为宏基站信号的有效延伸，实现特定场景的高品质通信需求。小基站可以实现覆盖大型写字楼、大型酒店、机场、高铁站、汽车站、码头、购物中心、购物广场和大型超市、地铁、高铁、公路隧道内等多种应用场景快速覆盖，保证盲点和热点地区的信号覆盖，实现信号的广深厚覆盖，满足特定场景高品质的通信需求。

总体来看，传统的宏基站在2G到4G建设中占据主导地位，但仍然存在盲点和热点地区覆盖不足等问题，小基站和室分系统成为网络广度和深度覆盖的有力补充。随着5G频谱上移，单一宏基站覆盖半径进一步缩减，依靠单一宏基站实现广深覆盖难度更加凸显，小基站将成为5G时代重要的组成部分。

三、5G下微基站会更有意义么？

目前，限制小基站的主要是天线尺寸的大小。一般要求天线的尺寸与电磁波波长在同一个数量级，而电磁波波长就是光速除以频率。3G/4G的载波波长在分米级，小基站的天线长度也差不多。但是在5G下，载波波长变成了毫米级（这也是之所以叫”毫米波”的原因）。所以天线可以做得更小，做得更多（实现波束成形和Massive MIMO）。

小基站（Small Cell）的体积和称呼从Micro Cell（微基站）、Nano Cell（纳基站）、Pico Cell（皮基站）已经进化到Femto Cell（飞基站）。它们的主要应用场景在人口密集区、覆盖大基站无法触及的末梢通信。特别是完成号称100Mbps-1GMbps的5G通信。小基站让你工作闲暇之余，在一分钟内下完一集高清《权利的游戏》成为了可能。未来，可以预期的是其会像你家的路由器一样小，藏在CBD和大型Shopping Mall的角角落落。

微、纳、皮、飞……数学定义表

小基站的实现，除了摩尔定律带来的高歌猛进外，还有很多智慧的硅工付出的辛劳努力。比如——非线性功放的数字预畸变（Digital Pre-distortion for Nonlinear Power amplifier）。

小基站不仅在规模上要远远小于大基站，在功耗上也是必然指数式下降，毕竟占的是220V的市电。随着集成电路的演进，虽然计算功耗不断降低，但射频 发射机信号的发射功率没有太大变化，毕竟这是由协议灵敏度决定。在大基站里，我们可以用非硅的工艺实现高线性度功放，反正功耗不Care。但是在理想的小基站里，PA也是做成SoC的。CMOS工艺的功放在线性工作范围的低效率闻名遐迩，在大功率的输出下功率即将饱和。预期单纯地被限制在线性区是“坐井观天”。

于是天才型硅工就提出从在数字域寻找非线性PA的反函数，然后输出一个非线性的数字控制码。两者叠加，就有了一个线性的高效率输出。

然后，这个问题的解法又再一次地普及到频域，当宽带功放在带内的传递函数有波动时，也在数字域寻找其波动的逆函数，给出带有频率选通特性的调制结果，然后一叠加，又能看到幅度一致的EMV mask了。

带有数字预畸变的发射系统

这一思想的核心，就是把不随摩尔定律变化的射频功耗等转化为跟着摩尔定律走的数字计算功耗，所谓As much digital as possible。

在各式各样的努力下，5G小基站变成了Pokemon Go中小精灵般散落在人间。于是新的问题就出现了，那么多小基站，万一被踩一脚挂了怎么办？况且其灵活性体现在其自由方便可配置上，如果动不动就要打电话给运营商派辆车过来，是否还合适呢？

答案显然是否定的。

最后，我们要来介绍小基站实现中的另一个机制——自组网（Self Organizing Network，SON）。为了更好、更方便地对具有灵活性的小基站群进行配置、优化和修复，自适应的组网技术将取代大基站中繁杂的介入成本。

有关调查指出，在5G应用场景中，50%以上的通信资源被1%的终端占用，而这1%往往在大城市的中心地带和商业区。这些地区的实际通信场景复杂，需要可配置度高的网络。更有甚者，这些区域的物联网也比较丰富。在种种情况交叠下，SON可以被看作是5G通信与物联网通信的的桥梁，为这样的区域提供更有效的组网通信系统。

如果有服务导向的自组网成为可能，那么未来的小基站的实际运营权可能从移动运营商转移到部分转换器实体商家和其他小企业运营单位手中。未来的“网管”不仅管着交换机、无线网，还要管都市移动通信。听上去是不是很棒？

服务导向的自主网发展趋势（Source：华为 ）

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