2024年4月21日发(作者：牧向)
简要解读中国移动5G设备技术规范
展开全文
中国移动在2018年巴塞罗那通信展MWC上再次发布了“5G大
规模外场测试技术要求（V1.0）”，其中5G基站部分的主要技术指标
如下：
（1）天线
天线由192个阵子组成；水平方向必须支持16个独立的阵子；广
播波束采用时分固定波束的扫描，支持最大8个固定波束。
（2）射频
支持上下行64个收发通道。
（3）基带
同时支持CU-DU分布架构和CU-DU融合架构。
（4）100MHz带宽小区峰值速率
方向
上行
下行
层数
>=8
>=16
小区峰值速率(Gbps)
>=0.7@100%
>=4@70%
单用户峰值速率(Gbps)
>=0.175@2层&64QAM
>=1.3@4层&256QAM
下面做一个简单的解读
•
天线
192个阵子按(12,8,2)矩阵的形式排列，即12行8列2极化。结
合射频通道数和“水平方向必须支持16个独立的阵子”的要求，逻辑
阵列（通道数或射频链路数）应为(4,8,2)，即每3个阵子共用一条射
频链路（包含放大器、滤波器、ADC/DAC等射频器件）。
（1）关于码本数、层数和通道数
根据36.211，码本数<=层数<=通道数。即，本规范4个通道对
应一层（流），即每一层都有4个收发器在工作，这有利于增强覆盖
能力。
（2）3D-MIMO
水平波束赋形有16个阵子=8×2，8对相位和幅度权值，水平
3dB波瓣宽度略大，技术规范要求不大于15度，最多有8个波束。
垂直波束赋形有24个阵子=12×2，12对相位和幅度权值，垂直
3dB波瓣宽度更小，技术规范要求不大于6度，最多有4个波束。
（3）Massive MIMO
Massive MIMO能抑制非相干干扰（如噪声和信道估计误差）提
升小区的峰值速率，当用户数增加，且高于天线数量的1/4时，信道
硬化的特性将趋向消失。即，同时数传用户数超过48个时，小区峰值
速率将趋向饱和。
（4）混合波束赋形
为了降低成本，规范并没有要求采用全数字波束赋形结构，而是
采用了混合波束赋形结构。垂直方向上每3个阵子共用一条RF链路，
通过模拟波束赋形的方式给阵子提供相应的相位和幅度权值，即先对
模拟信号做功分，然后调整3路模拟信号的移相器和放大器实现波束
赋形。
•
速率
（1）空口峰值速率
小区的空口峰值速率与层数、最大调制阶数、载波带宽、载波参
数配置u、时隙配置和特殊时隙配置等有关，
峰值速率=每帧可用子帧数×每子帧最大可用RB数×每RB符号数
×每符号最大bit数×层数×载波数
对于100MHz载波，配置子载波带宽为30KHz，2.5ms双周期帧
结构，特殊时隙配比10:2:2。
方向 层数 MCS
上行 8 64QAM
下行 16 256QAM
理论峰值速率规范峰值速率
(Gbps) (Gbps)
0.75@100% >=0.7
4.86@70% >=4
（2）IR口峰值速率
IR口指RU与DU之间的接口，现阶段将采用eCPRI协议，最新
的CPRI选项10的最大速率为24.33Gbps，需要25GE的光模块与其
匹配。
采用同上的参数，下行的IR口最大速率与通道数、CPRI采样比特
数、载波带宽、子载波带宽等有关，
IR速率= CPRI采样比特数×IQ采样率×(1+CPRI控制字开
销)×(1+线路编码开销)×通道数
通道数
16
32
64
50M
39.32
78.64
157.29
100M
78.64
157.29
314.57
200M
157.29
314.57
629.15
以典型100MHz载波为例，即使CPRI做了3被压缩，IR带宽仍
高达104.86Gbps，因此需要5个CPRI接口。考虑到AAU中已经包
含了部分物理层处理功能（BBL，L1分割），CPRI承载的IQ数据速
率是eCPRI承载的符号和比特流速率的2.2倍（处理开销10%，IQ两
路）。通过物理层的分割将速率下降到了47.66Gbps，即2个25GE
的光口就可以满足要求。
•
基站
基站的形态将发生较大的改变，大概会经历4个阶段，按时间顺
序排列。
DU平台 CU平台
RRU-BBU 黑盒设备
RU-BBU 黑盒设备
RU-DU-CU 黑盒设备 X86
RU可定义DU白盒化 X86 X86
DU-CU接口 RU-DU接口
-- CPRI
-- eCPRI
F1 eCPRI
HLS LLS
各传统基站设备提供商为保护自身的利益，利用CPRI接口协议的
私有性，绑定RRU和BBU拒绝开放，试图延缓或阻止其他设备提供
商的进入。但运营商希望引入竞争，降低建网成本，牵头成立了
ORAN组织，希望实现无线接入网的接口开放化、硬件白盒化、软件
开源化、网络智能化。可以预见黑盒设备平台，如华为5900平台，诺
基亚AirScale平台在5G建网初期还会继续得以升级保留，5G正式商
用后将逐步被完全白盒化的X86平台所替换。
对于运营商来说，开放的无线网将得到软件智能定义的灵活性，
竞争带来的成本降低和更快的创新速度，但也同时将面临网络的碎片
化和运维的复杂性。特别是开放的网络，将使未来基站可以像今天的
WLAN路由器一样，可以自行购买并独立安装，运营商进一步丧失对
网络的控制权，管道入口将彻底失去把控。
•
总结
在5G建网初期，基站形态暂时不会有很大的改变，但RRU必须
全部更换，光模块也从10GE更换为25GE为主，纤芯数量将倍增。
下行要达到20Gbps的峰值速率，至少需要5个100MHz载波进
行聚合。上行只有175Mbps，提升速率主要靠增加上行层数。而增加
收发射频链路数，提高滤波器带宽，这将对终端的功耗和体积提出极
高的挑战。
2024年4月21日发(作者：牧向)
简要解读中国移动5G设备技术规范
展开全文
中国移动在2018年巴塞罗那通信展MWC上再次发布了“5G大
规模外场测试技术要求（V1.0）”，其中5G基站部分的主要技术指标
如下：
（1）天线
天线由192个阵子组成；水平方向必须支持16个独立的阵子；广
播波束采用时分固定波束的扫描，支持最大8个固定波束。
（2）射频
支持上下行64个收发通道。
（3）基带
同时支持CU-DU分布架构和CU-DU融合架构。
（4）100MHz带宽小区峰值速率
方向
上行
下行
层数
>=8
>=16
小区峰值速率(Gbps)
>=0.7@100%
>=4@70%
单用户峰值速率(Gbps)
>=0.175@2层&64QAM
>=1.3@4层&256QAM
下面做一个简单的解读
•
天线
192个阵子按(12,8,2)矩阵的形式排列，即12行8列2极化。结
合射频通道数和“水平方向必须支持16个独立的阵子”的要求，逻辑
阵列（通道数或射频链路数）应为(4,8,2)，即每3个阵子共用一条射
频链路（包含放大器、滤波器、ADC/DAC等射频器件）。
（1）关于码本数、层数和通道数
根据36.211，码本数<=层数<=通道数。即，本规范4个通道对
应一层（流），即每一层都有4个收发器在工作，这有利于增强覆盖
能力。
（2）3D-MIMO
水平波束赋形有16个阵子=8×2，8对相位和幅度权值，水平
3dB波瓣宽度略大，技术规范要求不大于15度，最多有8个波束。
垂直波束赋形有24个阵子=12×2，12对相位和幅度权值，垂直
3dB波瓣宽度更小，技术规范要求不大于6度，最多有4个波束。
（3）Massive MIMO
Massive MIMO能抑制非相干干扰（如噪声和信道估计误差）提
升小区的峰值速率，当用户数增加，且高于天线数量的1/4时，信道
硬化的特性将趋向消失。即，同时数传用户数超过48个时，小区峰值
速率将趋向饱和。
（4）混合波束赋形
为了降低成本，规范并没有要求采用全数字波束赋形结构，而是
采用了混合波束赋形结构。垂直方向上每3个阵子共用一条RF链路，
通过模拟波束赋形的方式给阵子提供相应的相位和幅度权值，即先对
模拟信号做功分，然后调整3路模拟信号的移相器和放大器实现波束
赋形。
•
速率
（1）空口峰值速率
小区的空口峰值速率与层数、最大调制阶数、载波带宽、载波参
数配置u、时隙配置和特殊时隙配置等有关，
峰值速率=每帧可用子帧数×每子帧最大可用RB数×每RB符号数
×每符号最大bit数×层数×载波数
对于100MHz载波，配置子载波带宽为30KHz，2.5ms双周期帧
结构，特殊时隙配比10:2:2。
方向 层数 MCS
上行 8 64QAM
下行 16 256QAM
理论峰值速率规范峰值速率
(Gbps) (Gbps)
0.75@100% >=0.7
4.86@70% >=4
（2）IR口峰值速率
IR口指RU与DU之间的接口，现阶段将采用eCPRI协议，最新
的CPRI选项10的最大速率为24.33Gbps，需要25GE的光模块与其
匹配。
采用同上的参数，下行的IR口最大速率与通道数、CPRI采样比特
数、载波带宽、子载波带宽等有关，
IR速率= CPRI采样比特数×IQ采样率×(1+CPRI控制字开
销)×(1+线路编码开销)×通道数
通道数
16
32
64
50M
39.32
78.64
157.29
100M
78.64
157.29
314.57
200M
157.29
314.57
629.15
以典型100MHz载波为例，即使CPRI做了3被压缩，IR带宽仍
高达104.86Gbps，因此需要5个CPRI接口。考虑到AAU中已经包
含了部分物理层处理功能（BBL，L1分割），CPRI承载的IQ数据速
率是eCPRI承载的符号和比特流速率的2.2倍（处理开销10%，IQ两
路）。通过物理层的分割将速率下降到了47.66Gbps，即2个25GE
的光口就可以满足要求。
•
基站
基站的形态将发生较大的改变，大概会经历4个阶段，按时间顺
序排列。
DU平台 CU平台
RRU-BBU 黑盒设备
RU-BBU 黑盒设备
RU-DU-CU 黑盒设备 X86
RU可定义DU白盒化 X86 X86
DU-CU接口 RU-DU接口
-- CPRI
-- eCPRI
F1 eCPRI
HLS LLS
各传统基站设备提供商为保护自身的利益，利用CPRI接口协议的
私有性，绑定RRU和BBU拒绝开放，试图延缓或阻止其他设备提供
商的进入。但运营商希望引入竞争，降低建网成本，牵头成立了
ORAN组织，希望实现无线接入网的接口开放化、硬件白盒化、软件
开源化、网络智能化。可以预见黑盒设备平台，如华为5900平台，诺
基亚AirScale平台在5G建网初期还会继续得以升级保留，5G正式商
用后将逐步被完全白盒化的X86平台所替换。
对于运营商来说，开放的无线网将得到软件智能定义的灵活性，
竞争带来的成本降低和更快的创新速度，但也同时将面临网络的碎片
化和运维的复杂性。特别是开放的网络，将使未来基站可以像今天的
WLAN路由器一样，可以自行购买并独立安装，运营商进一步丧失对
网络的控制权，管道入口将彻底失去把控。
•
总结
在5G建网初期，基站形态暂时不会有很大的改变，但RRU必须
全部更换，光模块也从10GE更换为25GE为主，纤芯数量将倍增。
下行要达到20Gbps的峰值速率，至少需要5个100MHz载波进
行聚合。上行只有175Mbps，提升速率主要靠增加上行层数。而增加
收发射频链路数，提高滤波器带宽，这将对终端的功耗和体积提出极
高的挑战。