5g基站cu和du的概念和功能（为什么5G基站AAU需要时钟同步）

5G：第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology），是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施，我来为大家科普一下关于5g基站cu和du的概念和功能?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!

5g基站cu和du的概念和功能

5G：第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology），是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。

为什么5G优于4G？

说起5G， 大家的第一反应大多是5G将万物互联，实现了AR交互、自动驾驶、智慧城市等应用场景，它具备高速率、低延时、海量连接等特点。

但其实，5G和4G一样，都需要基站的赋能。那么，为什么5G就可以实现低延时和海量连接呢？这里的本质区别，其实就是5G基站和4G基站的区别。

基站站点由基站设备和配套设备构成。其中，基站设备包括基带单元、无线射频单元和天线；配套设备包括传输设备、电源、备用电池、空调、监控系统和铁塔（抱杆）等。

基站设备负责通过无线电波连接手机，并通过传输设备连接到核心网络和互联网。而电源、备用电池、空调和监控系统等则负责保障基站设备的稳定运行。

5G基站与4G基站一样，都少不了配套设备的支撑。而且，一般情况下5G基站和4G基站是共站的，即在原有的4G站点上叠加5G设备。

但是，5G基站设备和4G基站设备还是存在差别的。而且由于叠加5G设备后，基站设备的功耗和传输容量增加，基站站点的配套设备需要进行相应的升级扩容。

4G/5G基站构成

如图所示，4G基站设备是由BBU（基带单元）和RRU（射频拉远单元）组成的。RRU（射频拉远单元）通常会设置在接近天线的地方，与BBU之间通过光纤连接，与天线之间通过馈线连接。

而5G基站设备，则将BBU分割为CU（中央单元）和DU（分布式单元），并通过光纤与AAU（有源天线单元）连接。AAU包含了RRU和天线功能，把有源射频部分与无源天线集成为一体。从AAU的逻辑框图，不难看出RF Front end、 SoC、FPGA等都需要时钟。

AAU逻辑框图

其实，5G无线接入网的前传和回传流程，可以拆分为三部分：前传、中传和回传。AAU和DU之间是前传，DU和CU之间是中传，CU到核心网是回传。

5G基站和4G基站之间的差异，其实主要就是5G把RRU 天线，进化为了有源射频 天线集成的AAU。

5G大规模天线阵列Massive MIMO的两大技术优势

那么，为什么5G基站要把RRU 天线进化成AAU呢？本质原因是5G采用了大规模天线阵列Massive MIMO技术。

1）通过波束赋形（Beamforming）提升覆盖范围和减少干扰

波束赋形就是通过调整多天线的幅度和相位，赋予天线辐射图特定的形状和方向，使无线信号能量集中于更窄的波束上，从而可增强覆盖范围和减少干扰。

有了波束赋形，可形成精确的用户级超窄波束，并随用户位置而移动，将能量定向投放到用户位置，相对传统宽波束天线可提升信号覆盖，同时降低区域内用户干扰。

同时，还能通过3D波束赋形在垂直维度增加一个可以利用的维度，从而可更灵活的调整区域的垂直覆盖范围，改变传统2D的无线设计方式。

2）通过空间多路复用提升区域容量

大规模天线阵列Massive MIMO可通过MU-MIMO，将在空间上复用的多个数据流同时发送给多个用户，从而可成倍提升区域容量。

如果把无线网络比喻为高速公路，这相当于在不用增加频谱带宽的前提下，将道路扩多几条。

大规模天线阵列Massive MIMO技术好处多多，但问题是，要实现大规模天线阵列Massive MIMO，采用多天线是前提。

波束赋形技术的性能潜力会随着天线数量的增加而增加，为此， 5G Massive MIMO采用几十甚至过百个天线单元。而且，据工信部7月19日透露，目前我国5G基站数累计开通185.4万个，力争全年5G基站总数超200万个。所以说，射频单元和天线单元集成一体的AAU设备是社会信息技术发展的必然选择。

5G基站AUU集成多个射频 天线单元于一体

5G技术对时钟有高度严格的同步要求

总的来说，5G通过采用多载波聚合（CA）和大规模天线阵列（Massive MIMO）等技术来实现高速率、低延时。它汇聚了多频点协同传输数据和多天线通道同步收发数据等技术。

但是，这些技术都对时钟有高度严格的同步要求。比如，在频段Sub-6G中，MIMO和发射分集要求时间偏差小于65μs，带内非连续CA要求时间偏差小于3μs。

赛思拥有领先国内时频领域的核心技术， 在5G基站中可以提供完整端到端的时钟产品及解决方案， 包括但不限于IEEE1588同步时钟芯片、 时钟发生器、 时钟缓冲器、 OCXO/TCXO等。

AAU作为室外基站，采用大规模天线阵列（Massive MIMO）技术可以有助于提高效率、降低延时，但同时5G业务的剧增也容易使得基站功耗过大，内部温度过高，部分元器件无法正常工作，最后造成基站宕机，通信中断的事故发生。

针对5G-AAU基站的高能耗、室外应用环境恶劣的情况， 赛思推出了业界领先的宽温OCXO和TCXO系列产品。工作温度范围-40℃~ 105°C（常规产品的温度范围-40℃~ 85°C），可以适应恶劣环境，维持正常工作。突出特点有： 超高温度稳定性（0.01ppb)、超低相噪（-165dBc/Hz@1KHz）、超低年老化率（低于0.1ppm)、超宽温（-40℃~ 105℃）。可以广泛用于5G AAU、PTN、小基站、无线电、手持设备等。

而随着小基站的出现和普及，代表着未来通信基站的体积将会越来越小。赛思顺应时代发展，新推出高集成度的芯片，进一步缩小芯片尺寸，有助于满足现有小基站和未来小基站的设计需求。

AC4300实拍

除了市场主流的基于非PLL的1：10的差分和单端的时钟缓冲器AC2301和AC2101之外，赛思AC4300也是一款高性能高精度时钟时间同步SOC芯片。该芯片的功能可以灵活配置，既能够输出高精度时间同步信号，又可以输出各种频点的高性能时钟。可以提供面向GPS/北斗授时、IEEE1588和同步以太网时钟解决方案。AC4300内部集成多片高性能锁相环芯片，具有强大的频率合成、抖动滤除、超低时延、高精度相位调整等功能。

赛思时钟芯片的量产，打破了中高端市场被国外厂家垄断的局面，具有设计简约、集成度高，面积小，成本低的优点，可以有效满足各类5G基站的时钟同步需求。

时频智造，远不止5G。

在5G通信方面，赛思是国内少可以同时为中国移动、中国联通、中国电信三大运营商提供5G同步网设备的主要供应商，也是东京奥运会、北京冬奥会、武汉军运会、杭州亚运会等国际赛事的通信网络保障工程的供应商。

除此以外，在轨道交通、电力系统、智慧医疗、金融、航空航天、智慧政务等社会各个方面，其背后都有着赛思的身影。

赛思是国内是国家财政部、中国邮政总局、中国海洋技术中心北斗时钟服务器的供应商；是国家十二五和十三五多个重大项目时频解决方案的供应商。

是全球轨道交通LTE网络IEEE 1588时钟同步方案商用案例的提供者-武汉地铁6号线LTE-M承载CBTC应用的IEEE 1588时钟同步解决方案；是国内50%以上轨道交通新建地铁通信系统项目基准时钟系统的供应商（包括北京、杭州、广州、武汉、贵阳等省市的地铁主线）。

是全国70%省级骨干网及电网重大项目的供应商（包括甘肃电网、浙江电网、西北电网、辽宁电网、南方电网超高压、国家电网骨干网、国家电网特高压等）；建设了国内时频一体化（IEEE1588）商用同步网络-内蒙联通骨干网时间同步系统；建设了国家电网公司、南方电网公司等骨干频率同步网。

未来已来，赛思将继续秉承“引领时频智造，共创精准世界”的理念，专注研发、设计和生产更加符合国家发展需求的时频产品，服务于数字经济时代的社会各行各业。

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