NR 1G - 5G基站介绍

基站的历程

1G基站：BS
2G基站：BTS
3G基站：NodeB
4G基站：eNB
5G基站：gNB

基站的组成

天线、铁塔、机房

1G基站

移动通信网络部署始于上个世纪70年代末，称之为1G时代，基站的英文全称叫Base Station，简称BS，就是“基站”。
1G时代多种标准林立，但主要有两大主流制式AMPS和TACS。

1G是模拟系统，不但容量低、通话质量差，而且保密性极差。

2G基站

2G时代的基站并不叫“Base Station“，而是叫BTS，全称为Base Transceiver Station，即基站收发信机。
GSM网络构架

相较于1G基站叫Base Station， BTS在Base Station的中间加了一个“Transceiver”，这一命名更加精准。因为，Transceiver即收发单元，是BTS的重要组成部分。
2G基站的组成
BTS主要包括公共单元、收发单元、合分路单元，其中，公共单元包括供电单元、传输接口单元、时钟分配单元等。
收发单元，全称Transmission Receiver Unit，简称TRX或TRU，指收信器和发信器的合称，我们通信人通常叫它“载频”。
最早期BTS收发单元的功能包含无线信号的收发、放大、调制/解调、编解码和DSP数字处理等，这其实就是将基带单元（BBU）和射频单元（RRU）集于一体。
收发单元是2G基站的关键组成部分，这也正是2G基站被称为Base Transceiver Station的原因。

早期的2G基站体积很大，且笨重，扩容和运维很麻烦。
每个收发单元只能处理一个载波信号，一个载频最多能同时容量8个用户，每次遇到基站拥塞扩容都要增加载频和合路器等，运维工程师不得不提着笨重的载频，如果继续拥塞，还不得不扩展机柜，工作量更大。
2G的基站是一体化的BTS，基带处理、射频处理、供电单元等全都放在一个机柜里，看起来像个大冰箱，建设和扩容成本高，运维也很麻烦。
进入3G时代，基站必须向更简化、更低成本方向发展。

3G基站

特点：BBU和RRU分离
为了区别于2G，3G时代的基站不再BTS，而是叫NodeB
3G网络基本构架

相较于2G时代，3G时代基站最大的变化是实现了BBU和RRU分离。 BBU和RRU分离
如前所述，2G BTS的BBU和RRU合为一体，不但又大又重，且扩容非常麻烦。 进入3G数据时代，面向未来，基带部分要引入自适应调制和编码、MIMO多天线等技术来支持不断攀升的数据速率需求，如果基带与射频仍然不分离，就意味着每次扩容都要单独增加一条从基带处理、DAC转换、RF功放到馈线的通道，无疑会大大增加建设成本。 这有点类似我们今天的传统室分遭遇MIMO技术，无法适应未来升级。 传统2G基站又大又笨重，现在又要在机房里新建3G基站，机房空间是有限的，这需要进一步简化机房内的3G设备。
利用软件定义无线电技术将基带信号的生成、调制/解调、编解码等功能集成于一个“中央基站集线器”上，并通过一条统一的接口将调制后的信号传输到远程的RF单元， 所以采用BBU和RRU分离的构架，BBU和RRU之间通过通用公共无线电接口（CPRI）和开放式基站标准计划（ OBSAI）连接，一个BBU可以为多个RRU提供基带资源池。

这一模块式的基站构架不仅降低了建网成本，提升了网络扩容升级的灵活性，BBU和RRU之间通过光纤连接，还避免了传统馈线远距离传输带来的高损耗。

4G基站

4G LTE将长期演进，强调演进，所以，4G基站的名称就在NodeB前面加了一个Evolved，即eNodeB，演进型Node B。
4G网络基本构架

进入4G时代，软件无线电不只为基站打开一扇窗，这一次打开了一扇门。
4G时代的基站最大的特点是SingleRAN，即一套设备融合了2G/3G/4G多种标准制式。Single RAN同样应用了软件定义无线电技术，是继BBU和RRU分离后，移动基站的又一次重大变革，它进一步降低了基站的复杂性和建设成本。
SingleRAN最早由华为推出，早在2008年，此时还未进入4G时代，华为就与沃达丰部署了全球首个融合2G和3G的SingleRAN基站。随后，拉美AméricaMóvil、芬兰TeliaSonera、瑞典Net4Mobility、Aero2…等运营商纷纷采购了华为SingleRAN产品，原因在于华为的SingleRAN充分利用了软件和标准的弹性，面向未来2G/3G/4G一体化，可更低成本地为运营商提供了平滑演进到4G的通道。

SingleRAN帮助华为拿下了不少订单，为华为打开4G市场大门打下了坚实的基础。
SingleRAN，是华为无线史上的一个传奇式的产品，它帮助了华为史无前例的开拓了海外疆土，自此进入4G时代，华为无线设备份额从排名第四位一路攀升到行业第一。

5G基站

5G支持超高速率、超低时延和超多连接，业务面向多样化，对基站提出新的要求：
1）5G基站前传带宽高达数百G至Tbps，传统BBU与RRU间的CPRI光线接口压力太大，需将部分功能分离，以减少前传带宽。
2）5G面向多业务，低时延应用需更加靠近用户，超大规模物联网应用需高效的处理能力，5G基站应具备灵活的扩展功能。
与4G基站的BBU+RRU构架不同，5G基站被重构为三部分：CU（中央单元）、DU（分布式单元）和AAU/RRU（远端射频单元）。

RRU/AAU与DU之间的网络称为前传，CU和DU之间称为中传，而CU到核心网之间称为回传。
这样的构架设计可以更好的促进RAN虚拟化，还可减少前传带宽，同时满足低时延需求。

5G基站主要有四种部署方式
1）RRU/AAU、CU和DU独立部署
RRU和DU之间的距离在0-20公里范围内，而DU和CU之间距离可达数十公里。
2）CU和DU共站部署
CU和DU一起，没有中传，目前的5G基站基本都是这种方式。
3）RRU/AAU和DU就近部署
RRU和DU彼此靠近地部署，可能是数百米，比如，实现建筑物内的不同楼层覆盖。
4）RRU/AAU、DU和CU集成部署
这种情况通常应用于微站覆盖热点，该场景下只有回传。