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『』5G如何玩转频谱？这一篇说透了( 三 )


比如 ， 有些运营商在1GHz以下频段实现动态频谱共享 ， 总共支持的带宽可能不到20MHz；而中国移动要在2.6GHz频段上实现动态频谱共享 ， 要求可支持带宽达160MHz 。有些国家由于频谱碎片化严重 ， 甚至要求可支持的带宽跨度更大 。
『』5G如何玩转频谱？这一篇说透了
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如果设备无法支持160MHz以上的大带宽 ， 结果会怎样呢？
还是以中国移动的160MHz带宽为例 ， 如果设备仅支持100MHz带宽 ， 这就意味着运营商不得不部署2套设备 ， 一套支持100MHz ， 一套支持60MHz ， 这不仅无法支持160MHz带宽内的动态频谱共享 ， 还大幅增加了网络成本 。就好像虽然路宽了 ， 设备能力跟不上 ， 跑起来也不顺畅 。
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其实载波聚合也同样面临频谱跨度大的情况 ， 所以 ， 载波聚合+动态频谱共享+大带宽设备在5G时代是一计极具竞争力的组合拳 。目前厂商硬件设备的在这些方面的能力各不相同 ， 因为这涉及到包括芯片、材料、散热、算法等大量的底层技术研究 。
要说清楚这个问题 ， 还是从基站的基本工作原理说起吧 。
『』5G如何玩转频谱？这一篇说透了
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如上图 ， AAU主要由数字信号处理部分、射频、功放、滤波器和天线组成 。其中数字信号处理又包含了基带和数字中频 ， 中频性能极其关键 ， 决定了AAU的核心硬件指标 。
以信号发射为例 ， 基带信号是需要被传输的原始数字信号 ， 射频就是以载波频率（比如C波段）调制的高频信号 ， 经过放大和滤波后 ， 由天线发射出去 。
功放是非线性器件 ， 频谱越宽 ， 其放大性能越难保证 ， 就像音响的音量调到很大时候会产生破音 。此外 ， 由于5G在单位时间传输的数据量极大 ， 对数字信号的处理能力也提出更高要求 ， 这些限制了AAU的瞬时带宽（IBW） 。
而衔接基带和射频的正是数字中频 ， 将基带信号进行上变频和预处理 ， 为射频进行模数转换和载波调制打好基础 。AAU要做到大带宽 ， 为射频提供高速和可靠的数字信号预处理能力的数字中频性能就是突破的关键 。
华为在这方面已经形成了独特的优势：一方面华为的数字中频集成先进的数字预失真（DPD算法） ， 提前补偿功放带来的失真 ， 增加了功放的有效放大区域；另一方面 ， 得益于自研的7nm ASIC芯片替代FPGA ， 让DPD算法和数字信号处理完全芯片化 ， 效率提升显著 。目前 ， 华为华为IBW可以做到200M或400M ， 让更宽的频谱可以得到更有效的利用 。
AAU还有一个巨大的挑战就是功耗 ， 这也是5G运营中不容忽视的开销 。
功放是耗电大户 ， 它在能量转换过程中会产生一部分无效的热能 ， 优化功放效率无疑是解决功耗问题的重点 。在这方面 ， 华为率先采用高频特性更好的氮化镓（GaN）作为功放材质 ， 与中频的DPD算法相结合 ， 实现了业界领先的功放效率 。
另外 ， 在整体上华为自研ASIC专用集成电路和射频芯片化（RFSoC）技术让AAU集成度更高 ， 配合整机散热技术 ， 进一步降低设备的体积和功耗 。同时 ， 轻型材质陶瓷滤波器的使用 ， 让AAU的重量得到有效控制 。
正是以上这些底层技术的突破以及端到端的优化 ， 使华为5G AAU设备在性能、功耗、体积和重量方面走在了业界的前列 。
也正是因为这些无线技术不断往前突破前行 ， 让我们看到了无线产业矢志追求的终极梦想正在一步步接近 。


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