5G小基站与射频芯片
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自2019年5G商用以来，5G宏基站已经实现了室外信号的大规模覆盖。与此相对应的室内覆盖需求也在不断地增长，5G小基站作为室内覆盖和深度覆盖的手段，具备低功耗，低成本，易部署等特点，将会被大量部署。射频芯片作为小基站的核心部件，也要求更高的性能和更低的成本。
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工信部最新数据显示，截至2022年1月，我国已累计建成开通5G基站142.5万个，全国所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区已实现5G网络覆盖。伴随上百万的5G宏基站，我国已经基本完成了5G室外连续覆盖，下一步，室内覆盖和深度覆盖将成为5G网络建设的新动向。
根据3GPP组织的规则，5G无线基站分为4类，分别是宏基站、微基站、皮基站和飞基 站。宏基站功率最大，覆盖范围最广。微基站、皮基站与飞基站一般被业内统称为小基站，常用于机场、火车站、体育场等局部场景。
由于5G频段越来越高，宏基站信号传输面临更大的链路损耗，从而导致室内信号覆盖严重不足，一方面越来越多的业务和流量发生在室内，另一方面宏基站更高频段的信号难以抵达室内，如果单纯依靠增加宏基站来实现室内覆盖成本会非常高。
5G小基站拥有体积小，成本低，部署灵活的特点，作为宏基站的补充为实现5G深度覆盖提供了新的解决方案。我国三大运营商从2021年开始都在积极筹备5G小基站的集采工作。
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从小基站的结构来看， 传统的 3G, 4G小基站大都采用一体化结构，使用定制化的芯片进行射频，基带以及高层软件协议的处理，生态圈相对封闭。
5G时代，开放式架构的小基站成为新的发展趋势，一体化结构已演变成分布式结构，基站的硬件通过功能的解耦划分成多个独立的单元， 分别是：
各个单元之间的接口定义成开放的标准。这种分布式结构有助于实现硬件白盒化和网络虚拟化，将引入更多的供应商来提升技术竞争以及降低部署成本。
一体化结构小基站
分布式结构小基站
Source:Small Cell Forum
小基站论坛(SCF) 预言2024年全球将有一半的新5G小基站会基于这样的开放式架构，到2026年这个比例将会提高到77%。目前国内三大运营商也正在积极探索开放式架构的白盒小基站等低成本5G室内覆盖的解决方案。
基于开放式架构的5G小基站会采用更加通用化的芯片，就O-RU（开放式射频单元）来看，主要由四部分组成，分别是：
天线负责信号的发射和接收。射频前端芯片包含了功率放大器，低噪声放大器，滤波器以及双工器。射频收发芯片集成了A/D, D/A 模块，实现高速串口信号到射频信号之间的转换。 基带芯片通常由FPGA 来完成，主要作用是处理数字基带波形以及3GPP 协议的实现。
O-RU结构框图
射频收发芯片作为 O-RU（开放式射频单元）的重要芯片，整体结构也呈现通用化的特征，包含独立控制的发射模块，独立控制的接收模块，反馈接收模块，频率合成器以及高速 SerDes 接口的数字信号处理模块。芯片的频率范围通常覆盖410MHz 到6GHz, 并且会扩展到7.125GHz（3GPP Release16 将5G NR FR1 频率上限由6GHz 扩展到7.125GHz）。带宽方面，为了满足5G NR高速传输的要求，200MHz 及以上的高带宽将是标准配置，同时具备多组独立的收发模块（2T2R, 4T4R ,…）。
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典型的5G小基站射频收发芯片框图
Source:Small Cell Forum
面对这样的高性能通用芯片带来的包括频率，带宽，射频指标以及成本的测试挑战，爱德万测试V93000 平台提供了从CP到FT测试的整体解决方案， V93000射频板卡Wave Scale RF8 + Wace Scale PS8可以满足5G小基站射频芯片测试的软硬件需求，并且支持多站点并行测试实现更低的测试成本。
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4月20日，爱德万测试RF大佬—丹哥同Kevin大师在2022第三届5G技术创新研讨会等你来撩~
演讲主题：5G小基站将大量部署，如何面对芯片的量产测试挑战
时间：4月20日，15:00-15:30
地点：线上直播（扫码或点击阅读原文报名参会）
参考：
[1] “ SCF238 5G Small cell architecture and product definitions ”, Small Cell Forum , July 2020.
[2] “ SCF251 5G NR FR1 Reference Design”, Small Cell Forum , December 2021.
