Базовые станции разных поколений, вплоть до 4G, практически невозможно отличить по внешнему виду. Антенны имеют схожий вид, а любые внешние отличия вовсе не выдают в них какой-либо конкретный стандарт. Но всё меняется с приходом 5G.
Появление на базовой станции AAU, практически в обязательном порядке, стало одним из ключевых отличий 5G от всех предшествующих поколений. AAU - это сокращение от active antenna unit, то есть активный антенный блок. По сути, это объединение антенны и радиомодуля в одном корпусе.
Казалось бы всё просто. Изменили компоновку оборудования, сэкономили на количестве занимаемого места на базовой станции, уменьшили парусность и всего делов. Но не всё так просто. Радиомодуль и антенну объединили совсем по другим причинам.
В 5G наличие MIMO высокого порядка - это обязательное требование к базовой станции. Аналогию можно провести с 4G, когда MIMO 2x2 стало базовой технологией. Во многом, благодаря этой технологии стандарт LTE имеет в разы более высокую спектральную эффективность по сравнению с 3G-UMTS.
В 5G порядок MIMO начинается с 8x8. Это, так сказать, начальный уровень. Кроме этого, используются 16, 32 и 64. Порядок MIMO - это главная характеристика AAU.
Антенну и радиомодуль пришлось объединить в одном корпусе, чтобы с одной стороны уменьшить количество соединений между ними, которые в классических антеннах выполняют с помощью радиокабелей. Во-вторых, это нужно для уменьшения задержек и увеличения производительности радиосистемы.
В моих статьях уже звучала фраза про то что MIMO и beamforming - сильно связаны друг с другом. Вопрос лишь в том: для чего вы хотите использовать многоэлементную антенную решётку. Наверняка, этому мало кто придавал значение.
Действительно, для MMO 8x8 и ниже, а также для стандарта LTE это фраза не столь актуальна. Но в 5G и MIMO высокого порядка, эта зависимость играет наиважнейшую роль.
Всё дело в том, что фазированная антенная решётка (ФАР), лежащая в основе AAU может использоваться как для повышения ёмкости сети, то есть в режиме MIMO, так и для Beamforming, то есть подстройки диаграммы направленности под местонахождение конкретного смартфона или группы устройств.
То есть AAU может работать как на увеличение ёмкости сети, так и на увеличение покрытия. Причём баланс между этими направлениями выбирается автоматически по мере изменения нагрузки в соте 5G и расположения абонентов.
Порядок MIMO - это и есть главная характеристика AAU. Мы привыкли, что классическая панельная антенна для 2G-4G характеризуется диаграммой направленности и коэффициентом усиления. Но у AAU - эти характеристики динамические.
А на что влияет порядок MIMO в AAU? С одной стороны, на ёмкость соты 5G, так как чем выше порядок - тем больше раз можно переиспользовать частотный ресурс на одной территории для разных абонентов.
С другой стороны, порядок MIMO влияет на дальность покрытия. Чем выше порядок MIMO - тем уже луч можно сформировать в фазированной антенной решётке. Тем дальше будет распространяться сигнал от базовой станции, и тем точнее его можно навести его на нужных абонентов.
Тогда все берём AAU с максимальным порядком MIMO для строительства 5G? Но не тут то было. Цена AAU растёт в геометрической прогрессии в зависимости от порядка MIMO. Вообще, активный антенный модуль, на текущий момент - это самый дорогой элемент базовой станции 5G.
Поэтому операторы часто экономят устанавливая AAU с MIMO 64x64 только в местах с высокой плотностью абонентов, а там где абонентов поменьше - можно обойтись 8T, 16T или 32T.
Понятно, что AAU имеют и множество других характеристик, присущих радимодулям. Конечно же, это частотный диапазон, ширина рабочей полосы, пропускная способность. Но порядок MIMO - это наиважнейших показатель, который влияет на работу соты 5G.
