小基站的关键指标

小基站的作用随着“g”的增大而增大。5G时代，小基站气势磅礴！

小型基站的部署转向大规模密度，增加了运营商网络跨多个位置和地址的容量，从而增加了消费者和企业对移动宽带的需求。有效满足所有5G用例所需的小型基站部署数量巨大，因此5G使致密化的挑战更加严峻。

小型基站的演进有许多驱动因素，包括5G密集部署。小型基站正变得越来越多层化，集成了更多的频段、带宽、更高的线性度和效率，帮助MNO满足投资回报的迫切需求。Qorvo提供广泛的产品组合，包括PA、LNA、滤波器、双工器、开关和前端模块，为小型基站供应链设计人员和运营商提供支持。

40%的运营商认为主要原因是用于支持增强质量体验的密集容量，因为这将影响流失率和客户满意度的降低。

38%的运营商表示，投资小型基站的原因是为了降低总容量成本。

移动运营商(MNO)希望支持更高级别的数据使用和客户对高质量体验不断增长的期望。他们必须在服务多个市场的同时盈利。小型基站的密集化有助于实现这一目标，同时将拥有成本保持在可控水平。

根据小型基站技术论坛的预测，到2025年，小型基站的部署和升级将达到1025万个电台，其中840万个是非住宅部署。企业部署排名第一，达到550万台，其次是城市部署。

2017-2019年同比增长40%，这归功于中国市场的密集产能。2020年及以后，由于大量的企业用例(如制造自动化、物联网、航运港口等。)，市场将保持20%的稳定增长。尽管北美小型基站的密集化进展缓慢，但预计未来民用波段无线电服务(CBRS 3.5 GHz)的部署将会增加。

大多数非住宅室内小型基站在支持私营企业活动的企业环境中对公众开放。室外小型基站将为城市、郊区或农村环境中的MNO公共网络提供服务。大多数室内小型基站由2.4 GHz和更低的频率驱动，而中国市场推动了室外小型基站的增长。在5G时代，小型基站市场的增长将在很大程度上与工业和物联网服务相关。

小基站的目的是通过增强网络容量和扩大覆盖范围来减轻宏蜂窝的负荷。小型基站只在密集区域和室内使用(如健身房、商场等。)，宏观信号穿透能力不足的地方。由于这个原因，小型基站在4G LTE覆盖和容量增强方面非常受欢迎。现在，随着市场转向5G，一个全新的频谱将被打开，在2.6到5 GHz的范围内提供超过100MHz的连续带宽。这个额外的频谱将支持高数据速率和新的市场机会。此外，高阶多输入多输出(MIMO)是标准的宏架构，可以实现更高的吞吐量和数据速率。小型基站将继续在提高5G容量和扩大室内覆盖方面发挥重要作用。

过去，小型基站一直部署在2发射/2接收(2T/2R) MIMO配置中，但随着5G的到来，该架构将扩展到4T/4R，以提高吞吐量。这些小型基站使用大规模MIMO连接到5G宏蜂窝，以便在32T/32R和64T/64R配置中利用AAS(有源天线系统)。这可以通过实现用户覆盖和容量之间的最佳平衡来最大化运营商的频谱效率(比特每赫兹)。

自4G LTE-A PRO和5G标准发布以来，大规模MIMO一直是网络中不可或缺的一部分。在5G时代，MNO将以比上一代更快的速度部署小型基站，因为致密化是首要任务。

由于大规模MIMO和小型基站的集成，LTE-A网络的容量得到了极大的提高。有了5G，容量进一步提升。波束成形和先进的天线阵列架构也有助于减少对基站的干扰。这种新的架构设计通过小型基站增加了带宽，使能量更加集中，减少了干扰，提高了容量。

典型的小型基站包括授权小区和LTE免授权(LTE-U)频段无线电。此外，物联网也正在网络边缘的小型基站中推广——用于家庭、商业和汽车通信。

那么，制造商和供应商在开发小型基站系统时面临哪些挑战呢？低资本支出、产品差异化、一流性能和快速上市是制造商面临的一些主要挑战。此外，他们还需要在增加容量与增加频谱和密度之间做出最重要的权衡决策。

频带的数量增加。正如移动设备变得越来越复杂一样，小型基站也必须变得更加多样化。频段的数量也增加了，现在达到了52个。频段也向3 GHz以上移动，有n77、n78、n79等新的5G NR频段。在小型基站中增加额外的频段，采用4T4R MIMO无线电配置，有助于实现载波聚合(CA)以进一步提高网络容量和数据速率。大量RF前端元件从一个源提供多频段解决方案，这是最佳解决方案。这样可以缩短小型基站厂商的设计时间，减少供应商认证。

更高的带宽要求。如前所述，容量扩展需要更多的频谱。必须增加无线电容量以满足5G的高数据速率期望。为了满足5G的无线电容量，小型基站的前端将需要使用宽带放大，因为窄带设备已经不能满足需要。RF产品组合必须涵盖LTE-A PRO和5G频段，因为它将为小型基站制造商提供设计和最小库存单位(SKU)灵活性。此外，提供更宽带宽的RF元件有助于用更少的分立元件满足更高的带宽要求，从而缩短设计时间和上市时间。

以及频带标准的共存。运营商必须满足4G LTE、5G和免授权频段的容量和数据速率要求。小型基站制造商必须设计能够降低所有这些频段和标准(即LTE、5G、Wi-Fi等)之间干扰的设备。).这些干扰可能发生在小型基站设备内部和周围。使用BAW滤波器是减少干扰的最佳防御措施。这些滤波器尺寸小，可以提供陡峭的边缘，并且可以满足高功率要求而不被损坏。

输出功率正在增加。最近，平均PA输出功率水平趋于增加。小型基站制造商要求更高的RF PA输出功率水平，以提高设计灵活性。这有助于他们将其设计扩展到需要更大覆盖范围和容量的不同细分市场。然而，对于PA设计人员来说，这一要求确实增加了一定程度的复杂性，他们需要提高PA输出功率，同时保持高线性度和高效率。最近，PA的输出功率需求增加了大约3 dB。增加的功率电平限制也增加了带外失真的可能性，这使得制造商难以满足频谱发射屏蔽的要求。寻找能够满足这些高功率要求的PA产品的RF供应商将有助于缩短设计时间，减少RF链中的元件数量。

PA可以最有效地接近饱和。然而，如图5所示，接近饱和的PA会产生带外失真成分。通过使用一种称为数字预失真(DPD)的设计方法，PA可以更接近饱和，并将带外失真降至最低。DPD是一种软件设计方法，使用数字信号处理技术来消除失真。利用这种方法，可以对PA进行优化设计，以降低功耗，但实现类似的输出功率，同时仍保持与线性PA相同的频谱屏蔽要求。这种方法已经使用了很多年，并且广泛用于无线基础设施应用中。许多射频元件供应商同时提供DPD元件和非DPD元件，这为小型基站制造商提供了设计和SKU方面的灵活性。

尺寸、重量和功耗(SWaP)要求更高效的设备。随着小型基站(如灯柱、城市长椅、井盖下等)的部署。)，需要更小更高效的组件。如上所述，控制失真，保持线性度优化，有助于获得更高的输出功率，实现SWaP。

一般来说，小型基站制造商要求RF PA具有35%的最小功率附加效率(PAE ),因为这种效率可以提供低功耗和低运营成本。设备的大小取决于最终用户放置设备的位置，例如公园长椅或柱子。为了满足客户对整体尺寸的期望，RF元件制造商必须创造出更具线性度和能效的设备。只有这样，它们才能满足尺寸限制、功率输出和更低功耗的要求。