Сети 5G будут отличаться от сетей предыдущих поколений, прежде всего, тем, что в зоне действия каждой соты окажется гораздо больше терминалов различных типов (в т.ч., IoT), чем в традиционной сети (3G/4G).
В течение последних лет архитектура сайтов базовых станций мобильных сетей значительно эволюционировала от традиционной архитектуры, в которой радиоблоки приёмопередатчиков радиосигнала были расположены близко к антенне. Разделение базовых блоков цифровой обработки сигналов BBU (Base Band Unit) от блоков аналоговых радиопередатчиков RRH или RRU (Remote Radio Head/Unit) позволяло снизить количество оборудования на сайте и обеспечить более эффективное управление сетью.
Следующий этап эволюции архитектуры сайтов базовых станций – интеграция радиочасти базовой станции непосредственно в самой антенне и распределение функционала приемопередатчика радиосигнала по элементам антенны. Такое решение называется активной антенной (active antenna) [1].
Эволюция архитектуры базовой станции от традиционной BTS в прошлом (к решению удалённой радиочасти RRH (Remote Radio Head), применяемому в настоящее время, и далее к решению активной антенны для сетей 5G в будущем, показана на рисунке ниже.
Massive MIMO
С решением активных антенн тесно связано решение Massive MIMO, массированного режима MIMO (Multiple In, Multiple Out), то есть использование нескольких антенн на передачу и на приём, как в передатчике, так и в приёмнике). Иногда Massive MIMO называют также Large Scale MIMO (широкомасштабный режим MIMO).
Спектр применений MIMO содержит следующие режимы:
- Однопользовательский режим SU-MIMO (Single User);
- Многопользовательский режим MU-MIMO (Multiple User);
- Массированный режим Massive MIMO.[2]
Примеры некоторых конфигураций различных режимов MIMO базовой станции (BS) и мобильных терминалов (MS) показаны в таблице ниже (в таблице показаны не все возможные конфигурации)[3].
Таблица 1. Примеры некоторых возможных конфигураций MIMO (источник: National Instruments)
| Конфигурация MIMO | Число антенн на базовой станции | Число мобильных терминалов | Число антенн на мобильном терминале |
| SU-MIMO | До 128 | 1 | До 12 |
| MU-MIMO | До 128 | 2 | 8 для MS1, 4 для MS2 |
| Massive MIMO | До 128 | 5 | 4 для MS1, 4 для MS2, 2 для MS3, 1 для MS4, 1 для MS5 |
Massive MIMO – режим, когда число антенн на базовой станции много больше, чем число антенн на мобильном терминале, при использовании единого тракта сигнализации. В таком режиме использование частотного ресурса гораздо более эффективно. При этом также значительно повышается число устройств, которые могут быть обслужены на одном частотном и временнóм канале внутри одной соты, по сравнению с современными системами 4G, как показано на рисунке ниже[4]. Базовые станции 5G будут оснащены гораздо большим количеством маленьких антенн (Small Cells), чем традиционные базовые станции 3/4G, чтобы иметь возможность поддерживать различные применения IoT и другие в сети 5G.
[1] http://www.commscope.com/Blog/fiber-to-the-antenna
[2] http://www.ni.com/white-paper/52382/en/#ref1
Telecom & IT 