淺談5G小基站中時鐘及無源射頻器件的應(yīng)用

5G的高速率、低延時、海量連接已被大家熟知，5G將萬物互聯(lián)，實現(xiàn)AR交互、自動駕駛、智慧城市等應(yīng)用場景是人們期盼已久的愿望。

良好的用戶體驗對網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋和時鐘同步有極高的要求。5G建設(shè)初期，為了快速實現(xiàn)5G基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，主要采用宏基站完成廣域覆蓋。當用戶進入室內(nèi)，因5G頻段較高，信號穿墻能力較弱，信號會斷斷續(xù)續(xù)，讓用戶有斷崖式的體驗。

如何快速解決室內(nèi)信號覆蓋問題呢？小基站是最佳選擇。

一、何為小基站

基站包括宏基站、微基站、皮基站、飛基站，除了宏基站外，其它三類都屬于小基站。

小基站顧名思義在產(chǎn)品形態(tài)上小，具有體積小、重量輕、發(fā)射功率小，覆蓋范圍小、成本低等特點。

二、小基站的優(yōu)勢

1、 快速補盲。完成室內(nèi)深度覆蓋，補充室內(nèi)和室外盲區(qū)。

2、 易于安裝。小基站體積小、重量輕，可以掛在墻上、燈箱上、廣告牌上、電線桿上，隨處可安裝。

3、 發(fā)射功率低。因為用于補盲，覆蓋范圍小，所以發(fā)射功率低，更加綠色環(huán)保。

4、 成本低。小基站成本低，易于安裝和維護，可以大大降低網(wǎng)絡(luò)基建和運維成本。

5、 賦能多樣化行業(yè)。5G垂直行業(yè)具有多樣化、專業(yè)化、成本敏感等特點，這就需要發(fā)揮小基站快速定制、靈活部署、高網(wǎng)絡(luò)容量、低成本的優(yōu)勢來滿足垂直行業(yè)的不同需求。

6、 改善用戶體驗。小基站與宏基站UDN組網(wǎng)方式，能夠提供連續(xù)的、一致性的5G體驗。

三、小基站的構(gòu)成

小基站和宏基站原理相似，以皮基站為例可分為：BBU、RHub 和 pRRU。

四、5G基站時鐘同步為何要求嚴苛

5G小基站多采用TDD方式，要求基站和基站之間、小區(qū)和小區(qū)之間保持高度的時間同步，只有時鐘精準同步才能避免時隙間的相互干擾，確保數(shù)據(jù)在規(guī)定的時隙準確無誤傳輸。（從規(guī)范表中可以看到TDD模式要求：時鐘頻率精度小于0.05ppm，時鐘相位同步偏差小于±1.5μs）

高速率是5G網(wǎng)絡(luò)的特點之一，網(wǎng)絡(luò)是如何實現(xiàn)高速率呢？5G采用了多載波聚合（CA）和大規(guī)模天線陣列（Massive MIMO）等技術(shù)，它匯聚了多頻點協(xié)同傳輸數(shù)據(jù)和多天線通道同步收發(fā)數(shù)據(jù)，這些技術(shù)要求時鐘有高度嚴格的同步。（從規(guī)范表中可以看到在頻段Sub-6G中，MIMO和發(fā)射分集要求時間偏差小于65μs，帶內(nèi)非連續(xù)CA要求時間偏差小于3μs）

5G不同類型的協(xié)同增強同步要求

所以5G基站的時間同步是實現(xiàn)高速率、低時延的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。

5G基站的同步時鐘參考信號來自衛(wèi)星同步和IEEE1588同步等方案。

當前大普通信系列產(chǎn)品在5G小基站中已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，例如時鐘同步器件：IEEE1588時鐘同步方案（1588v2芯片）、高穩(wěn)晶振（OCXO/TCXO）、時鐘模塊（Clock Module）、時鐘緩存器芯片（Buffer）、實時時鐘芯片（RTC）等，以及無源射頻器件：環(huán)形器（Circulator）和隔離器（Isolator）等。

大普產(chǎn)品在5G皮基站的解決方案

1、IEEE1588時鐘同步方案（IEEE1588v2芯片）

大普ACS95XX芯片系列是業(yè)界唯一的單芯片1588解決方案，集成了PLL、MCU、協(xié)議棧以及自主專利報文過濾算法，采用PTP（精確時鐘同步）協(xié)議，精度可達納秒級。

大普CM35P時鐘模塊集成了1588芯片和高穩(wěn)晶振，具有高精度的時間同步（50ns）和高穩(wěn)定時鐘保持能力（1.5μs/24H），可以幫助客戶快速實現(xiàn)設(shè)備的1588同步解決方案。

大普DP3000E時間服務(wù)器內(nèi)置了1588芯片，支持GPS/北斗衛(wèi)星授時馴服，可以作為1588的PRC/PRTC級別的GM為子系統(tǒng)授時。

2、高穩(wěn)晶振（OCXO/TCXO）

大普高穩(wěn)晶振已實現(xiàn)全面產(chǎn)品系列化，涵蓋了超高穩(wěn)定度（0.01ppb）、超低相噪（-165dBc/Hz@1KHz）、超小尺寸（OCXO 7mm*5mm）、超低功耗（OCXO 0.5W@25℃）、超寬溫（-40℃~+105℃）等特性產(chǎn)品，可以滿足各種場景下5G小基站對時鐘晶振的不同需求。

5G基站相比4G基站，特別是夏季的室外基站，由于5G業(yè)務(wù)導致基站功耗過大，內(nèi)部溫度過高，有些元器件無法正常工作，造成基站宕機，通信中斷。大普有業(yè)界領(lǐng)先的寬溫OCXO和TCXO系列產(chǎn)品，工作溫度范圍-40℃~+105°C（常規(guī)產(chǎn)品的溫度范圍-40℃~+85°C），可以適應(yīng)惡劣環(huán)境的需求。

隨著小基站的體積越來越小，大普新推出高集成度芯片的OCXO，體積可以減小72%，更有助于現(xiàn)有小基站和未來小基站的設(shè)計需求。

3、時鐘模塊（Clock Module）

大普時鐘模塊集成了高性能OCXO及專利馴服保持算法于一體，可以滿足24小時±1.5μs的保持需求，性價比極高，可以幫助小基站設(shè)備商縮短研發(fā)周期，降低開發(fā)成本，快速實現(xiàn)產(chǎn)品量產(chǎn)。

4、時鐘緩沖器芯片（Buffer）

大普推出了多款基于非PLL的時鐘緩沖器芯片（Buffer），其中主流的有1:4單端時鐘輸出和1:4差分輸出，1:10單端時鐘輸出和1:10差分輸出，均對標市場主流型號，適用于各種不同類型的基站需求。

5、大功率環(huán)形器 隔離器（Circulator Isolator）

在通信應(yīng)用上，大普通信已經(jīng)實現(xiàn)了大功率環(huán)形器 隔離器的全面產(chǎn)品系列化，主流封裝有表貼和嵌入式，主流尺寸從φ7mm到38.8mm之間都有覆蓋，在關(guān)鍵性能指標參數(shù)上已經(jīng)做到行業(yè)領(lǐng)先水平，可以滿足宏基站和小基站在末級上的不同應(yīng)用需求。針對小基站體積小的特點，大普還推出了一些特殊的產(chǎn)品系列，例如高度4.5mm Max.的φ7mm系列產(chǎn)品。

6、小功率環(huán)形器 隔離器（Circulator Isolator）

小功率環(huán)形器 隔離器利用其體積小、重量輕、成本低和頻段覆蓋廣的特點，在小基站的應(yīng)用場景中有著更為廣泛的應(yīng)用，大普小功率環(huán)形器 隔離器有著多種尺寸可供選擇，比如7mm*7mm、5mm*5mm和4mm*4mm等，頻率范圍可以覆蓋600MHz ~ 5GHz，可以滿足各種應(yīng)用場景下的小基站需求。

結(jié)束語

大普通信還將繼續(xù)努力，在產(chǎn)品上持續(xù)迭代更新，以3GPP為準則，以運營商需求為導向，利用多產(chǎn)品的協(xié)同效應(yīng)，助力5G基站設(shè)備商提升設(shè)備的綜合性能，滿足市場多元化的需求。

文章來源：大普通信