移動通信系統(tǒng)從第一代移動通信系統(tǒng)

(1G)開始逐漸發(fā)展，目前已經(jīng)發(fā)展到第四代移動通信系統(tǒng)(4G)，第五代移動通信系統(tǒng)(5G)也已經(jīng)開始標準化，預(yù)計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級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即：BTS-BSC-核心網(wǎng)。2G核心網(wǎng)同時包含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房內(nèi)。天線通過饋線與室內(nèi)機房連接。

一體式基站架構(gòu)需要在每一個鐵塔下面建立一個機房，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)信機模塊、功放和濾波模塊。BBU主要負責(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)機房，每個BBU可以連接多個(3-4個)RRU。BBU和RRU之間采用光纖連接。

二 3G

發(fā)展3G網(wǎng)絡(luò)時，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級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即NodeB – RNC - 核心網(wǎng)。3G核心網(wǎng)同時包含CS域和PS域。

3G時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時代到來時，基站架構(gòu)發(fā)生了較大的變化。為了降低端到端時延，4G采用了扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。將原來的3級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)“扁平化”為2級：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，中國移動提出并推動的C-RAN架構(gòu)也逐漸推廣。C-RAN架構(gòu)將BBU的功能進一步集中化、云化和虛擬化，每個BBU可以連接10-100個RRU，進一步降低網(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。每個遠端無線射頻單元不屬于任何一個基帶處理單元實體。每個遠端射頻單元上發(fā)送和接收信號的處理都是在一個虛擬的基帶基站完成的，而這個虛擬基站的處理能力是由實時虛擬技術(shù)分配基帶池中的部分處理器構(gòu)成的。

四 5G

為了進一步提高5G移動通信系統(tǒng)的靈活性，5G采用3級的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，級DU-CU-核心網(wǎng)(5GC)。DU和CU共同組成gNB，每個CU可以連接1個或多個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景和不同的通信需求。