科技模块7--通信

• 网络基础设备建设

网络基础设备分为终端设备与网络连接设备。终端设备又可以分为客户端与服务器，其本质均为计算机。至于网络连接设备部分，由于世界规模较小，我们会侧重于建设规模化无线连接网络而忽略有线网络的建设，规模化无线连接网络将由5G基站与5G微型基站联合搭建，原则上不再建立独立的无线局域网（wlan）系统，所有终端设备以无线广域网技术建立相互连接。

先来讲讲网络系统的用户——客户端。客户端是指上网过程中，负责获取和消费资源的电脑，它可以是手机、电脑、平板等协助人们处理信息的工具，由于UNOworld致力于打造智能生活体制，因此我们世界的客户端还将包括多种多样的智能家电与交通设备，如平衡车、无人机等，详情可以参考小米全屋智能家电（到全国各大小米之家官方店铺还可以身临其境体验智能生活，小米，为发烧而生）。

有了客户端并不能够使得网络系统正常运转，因为还需要有设备提供服务，因此有了服务器。服务器是上网过程中，负责存放和对外提供资源的电脑。UNOworld服务器主要存在于中心机房，由中心机房计算机承担初期的大量服务，随着网络系统的不断完善，信息化部鼓励个体用户、团体用户开设私有服务器，以极大丰富网络生活。另外在与其余世界达成相关网络协议的基础上，将允许通过合法手段逾越城市网络防火墙访问其余世界的服务器。

网络连接设备是构建客户端与服务器、服务器与服务器、客户端与客户端之间连接通路的设备，以5G宏基站 与5G皮基站为主。5G基站设备主要采用BBU+AAU/RRU 2层架构。5G BBU是基带设备，硬件架构如图所示，包含基带处理单元、主控传输单元、电源模块以及接口单元等功能模块。其中，基带处理单元主要完成基带协议处理，提供与AAU/RRU通信的接口。主控传输单元负责基站的配置管理、信令处理、资源管理、数据传输，提供传输、时钟、LMT接口。电源模块，主要用于设备内部直流供电的管理。硬件实现方面，5G BBU内部集成了多种半导体器件与芯片。主控传输单元与基带处理单元内部的核心器件如图2所示。处理器（CPU），主要用于高层基带协议以及控制信令处理。基带芯片（ASIC），是BBU的关键芯片，负责底层基带协议处理以及软件算法的实现。FPGA芯片，用于基带协议处理中的硬件加速，实现加密/解密或接口转换等专用功能。光模块，负责完成光电信号转换功能，用于前传接口处理。交换芯片，用于与外部接口之间的数据交换。高精度晶振，用于支持BBU内部各功能模块之间的同步。5G AAU/RRU，主要完成基带数字信号与射频模拟信号之间的转换，以及射频信号的收发处理功能。对于6GHz以下频段，AAU设备主要分为64T64R、32T32R、16T16R 等主流规格，分别支持64、32、16个射频收发通道。随着通道数的增加，CPRI接口的带宽需求大幅上升。为了降低前传接口的带宽需求，5G AAU采用eCPRI接口，将BBU的部分底层基带协议处理功能上移到AAU。对于2通道、4通道等低通道数的5G射频设备，仍采用传统的“RRU+天线”的设备形态。设备内部无内置的天线阵列。5G AAU与RRU的硬件架构基本相同，如图3所示。设备内部包含了接口、数字基带、数字中频、收发信机、功放、双工器等主要模块与器件。其中，接口模块主要用于前传接口信号处理。数字基带模块负责底层基带信号处理。数字中频模块实现上下变频、预失真和波峰系数降低等功能。收发信机模块，完成数模/模数转换（ADC/DAC）以及模拟信号的接收与发射信号处理功能。功放/低噪放分别，完成下行与上行信号的放大。滤波器，用于发射及接收信号的选频，以及干扰抑制。双工器，用于接收与发送通道的信号滤波与收发切换。5G宏基站将部署于中央广场大楼上，由于其覆盖半径有200m以上因此仅布局一个便可以基本覆盖整个城市的通信与网络。5G基站发射毫米波，一座宏基站采用4T4R的AAU，内含768天线，EIRP为65dBm。其中65dBm = 3162瓦，EIRP的全称是Effective Isotropic Radiated Power，又叫等效全向辐射功率。因此一座宏基站一年所耗能约为2.7699wkw·h。为了优化使用体验，避免部分楼宇信号较弱的情况发生，每幢楼还将配备5G皮基站，配备规模为每5层配备一个皮基站，所有皮基站均采用华为公司的LampSite 。LampSite是华为基于室内数字化理念推出的业界领先的无线多频多模深度覆盖解决方案，适用于大型办公楼宇、大型展馆、交通枢纽等大中型室内覆盖场景或半开放型体育场馆场景。LampSite采用BBU+RRU系统架构，基站由基带单元BBU （BaseBand Unit）、pRRU（Pico Remote Radio Unit）和RHUB（RRU HUB）组成。LampSite创新解决方案是室内LTE技术演进的“新平台”，系统具备高性能、大容量、易部署、可平滑演进等优势。