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基站，其實早已像水和電一樣融入了我們的生活，無時無刻不在為我們服務。但是，這個幕后英雄，卻不為多數(shù)人所理解。看完本期的內容，你將會了解基站最重要的組成部分，RRU 的進階設備版本——AAU：① 為什么需要 AAU？② 有哪些類型的 AAU？③?AAU 能給 5G 網絡帶來哪些好處？
?一??為什么需要 AAU？
RRU，也就是遠端射頻單元，是現(xiàn)代基站的兩大核心（BBU 和 RRU）之一，又被稱作輻射的萬惡之源。隨著無線網絡的發(fā)展，一個基站要支持 2G，3G，4G 等多種制式，還要兼顧 900M，1800M，2100M 多個頻段。甚至，還有 700M，2600M 等 4G 專用頻段?？紤]到一個基站通常有 3 個扇區(qū)，鐵塔上就要掛上就有 15 個各頻段的 RRU，再連接到 3 個多端口天線上，共計 18 個設備，導致鐵塔上擁擠不堪。在國際上，很多運營商租賃鐵塔是按照上面掛的設備數(shù)量來收費的，因此怎樣在頻段和容量不變的前提下減少塔上掛的設備數(shù)量，成為了一個強需求。并且，在 4G 網絡發(fā)展的后期，為了支持更強的 MIMO 和分集接收能力，RRU 需要支持的天線端口越來越多，從兩端口，發(fā)展到 4 端口甚至 8 端口，對天線的要求越來越高，連接也日趨復雜。這時自然而然地可以想到，既然 RRU 需要和天線近距離安裝，還必須用射頻線連在一起，那何不把這對搭檔合二為一，搞成一個模塊呢？這樣一來，不但塔上的設備少了，連接 RRU 和天線之間的跳線也不再需要，也就沒有任何饋線損耗了！在這樣的背景下，把 RRU 和天線融合在一起的設備，AAU（Active Antenna Unit，有源天線單元）應運而生。
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所謂有源，就因為這種帶天線的設備需要供電才能把信號發(fā)出去，畢竟 RRU 在里面裝著呢。而傳統(tǒng)的天線是不需要供電的，也叫做無源天線。隨著 5G 時代的來臨，為了支持超高下載速度，4G 時代的普通 MIMO 升級為大規(guī)模 MIMO（Massive MIMO），RRU 需要支持 64 路發(fā)射，并連接到含 192 個天線單元的天線陣列。這樣 RRU 和天線都要支持 64 個端口，并用 64 根跳線連起來才行，這哪里放得下？真是有些喪心病狂，還是兩者合體來得干凈利落。就這樣，AAU 從 4G 時代開始萌芽，到了 5G，則上位成為了標配。RRU 在 5G 時代已日趨邊緣化。
二??有哪些類型的 AAU？
1.?RRU 和天線松耦合式 AAUAAU 雖然優(yōu)點多多，但也有不靈活之處，那就是天線和射頻完全耦合，產品架構上需要重新進行產品設計。在 4G 時代，各種 RRU 和天線已經很成熟了，AAU 的使用范圍有限，設備商不太愿意花大力氣重新設計全新的一體化產品，于是，出現(xiàn)了天線和射頻松耦合式的 AAU 這樣一種折衷設計。
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這種 AAU 采用定制的天線，直接把現(xiàn)成的高頻段 RRU 安裝在天線背面，RRU 壞了也好更換，還可以跟普通天線一樣用射頻線外接低頻段的 RRU，擴展性也很好。因其天線能和 RRU 無縫對接，相當于天線需要供電，這就是其名稱中“有源”的來源；同時它用來外接 RRU 的端口叫做“無源”端口，這是一種有源跟無源結合的方案。在 4G 時代這種 AAU 還能勉強用用，到了 5G 時代就完全招架不住了。2. 用作深度覆蓋的美化 AAU 這是一種用于鬧市區(qū)等人口密集區(qū)域深度覆蓋的 AAU，對發(fā)射功率要求低一些，但對產品的美化程度要求很高，上面所說的松耦合式 AAU 體積大，功率大，外觀嚇人，不滿足需求。
因此，出現(xiàn)了此場景專用的 AAU，一般僅支持一到兩個頻段 2T2R，沒有外接其他 RRU 的無源端口，因此結構簡潔，小巧美觀。3. 5G 時代的主流：支持 Massive MIMO 技術的 AAU 為了提供超高下載速率，Massive MIMO（大規(guī)模多入多出）成為了 5G 等核心技術。在 4G 時代，主流等 RRU 支持 4T4R，也就是下行最多支持發(fā)射 4 路數(shù)據信號，跟手機做 4x4 MIMO，上行則支持 4 根天線同時接收一路相同的信號，用以增強上行覆蓋。而 5G Massive MIMO AAU 一般采用 192 個天線單元，支持 64 路發(fā)射和接收信號，下行可穩(wěn)定支持 24 路數(shù)據信號同時發(fā)送，上行也能同時接收 12 流號同時接收。
這樣一來，即使 5G 采用跟 4G 一樣的載波帶寬和子載波間隔，在 Massive MIMO 的加持下也能實現(xiàn)小區(qū)下行吞吐量 5 倍的提升！可以看出，Massive MIMO 的射頻通道多，天線陣列規(guī)模大，復雜度提升，兩個模塊間的耦合更加緊密，必須把它們硬件上合二為一，再輔以合適的軟件算法才能實現(xiàn)良好性能。因此，在 5G 主流的 Sub6G 頻段上，支持 Massive MIMO 的 AAU 成為了絕對的主流。
并且這種 AAU 內的天線一般只能支持單個頻段，無法提供無源端口來外接其他低頻段的 RRU，或者說技術難度太大。比如，3.5GHz 的產品就只能工作在這個特定頻段上的一小段帶寬（100M），想要天線再支持 700MHz 低頻，外接 700MHz 的 RRU 來擴展覆蓋，是做不到的。4. A+P，AAU 和天線的再一次融合前面說過，5G 的主流頻段是 2.6GHz，3.5GHz 這些頻率比較高的頻段，能提供 100M 的超大載波帶寬，并通過 AAU 來提供 Massive MIMO 技術來支撐 5G 的高速率。
與此同時，像 700MHz 這樣的低頻段，由于頻率低帶寬窄，雖無法支撐 5G 高速率，卻能提供良好的覆蓋，因此也得到了運營商的青睞。然而較高頻段 Massive MIMO 的 AAU 沒法支持 700MHz 頻段，需要獨立的天線才行。這樣一來鐵塔上的設備就又要增加了，租金增加不說，很有可能壓根就沒空間放。于是，業(yè)界有人想到了把高頻 AAU 和低頻天線拼接起來的辦法，管它內部結構如何，反正從外面看是一個大盒子，節(jié)省了天面空間，鐵塔租金也可以省了。這種方案就叫做 A+P。A 代表有源模塊，就是其內部需要供電的高頻 AAU；P 代表無源模塊，就是包在里面的低頻天線。
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從上圖可以看出，A+P 這種產品中間有一個明顯的接縫，昭示著它拼湊和痕跡，對自己的出身倒是毫不掩飾。
三??AAU 扛起 5G 的大旗
5G 首先部署在城區(qū)熱點，這些地方一般高樓密布，不但需要覆蓋地面，高樓的垂直覆蓋也十分重要。
Massive MIMO AAU 的大規(guī)模天線陣列不但支持水平面的多流發(fā)射，還能把波束在垂直面上靈活分布，對高樓的覆蓋能力極大增強。
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由于發(fā)射通道多，可以形成很窄的波束，空分復用的能力更強，把同一份頻率和時間資源共享給多個用戶。業(yè)界最多可以支持下行 24 路數(shù)據流同時發(fā)送，相比 4G 的 4x4 MIMO（4 流），小區(qū)能力提升了 5 倍。
速率的大幅提升，正是 5G 部署初期的 eMBB 業(yè)務的全部奧義，讓用戶直觀地感受到了 5G 帶來的暢快淋漓。正是 AAU，扛起了這面 5G 的大旗。
好了，本期的內容就到這里，希望對大家有所幫助。
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基站，是個受誤解最多，但所有人都離不開的設備。它一點都不神秘，也不可怕。在它的背后，更有一群通信人的堅守。
