论实际容量，3.5G AAU基站真不见的比2.1G普通基站大到哪儿去

马云的云

基站容量，也叫基站吞吐率（Throughput），分为理论最高容量和实际平均容量。

例如一个4T4R、40MHz带宽的2.1G基站，理论最高容量大约就是840Mbps的样子，前提是这个用户就在基站旁边，sinr好到爆表，MCS打到最高级，PDSCH全部用256QAM调制。

但现实这种情况属于极少数，用户是均匀分布在基站周边的，有近有远，有的在室内，有的还有建筑物遮挡，无线电传输路径损耗从高到低各等级都有分布。

随着路损的增加，信号强度和信噪比随之降低，MCS会随之降低，同样的数量的时频RB（无线传输资源），其上能够承载的用户面数据就越来越少。

更要命的是，多天线的空间复用模式（MIMO）也对信号强度和信噪比有要求，差了的话，就无法启用空间复用模式，而会改为空间分集模式，让多个信道传输同一份数据，通过信号叠加合并来提高接收信号的信号强度和信噪比。

另外，大规模多天线还有一个波束赋型模式（BeamForming），利用多根天线发射同样的信号但相位角略有区别，使得这些信号互相干涉，令正对用户的位置波峰与波峰叠加，信号最强，距离用户较远的位置波峰与波谷叠加，信号最弱。这也是提高信号强度和信噪比的一种有效手段。该方法在3G TD-SCDMA初步实现设想，在4G TD-LTE发扬光大，在5G NR-TDD实现了极致利用。

但波束赋型有个致命的问题：比较费天线（成本高）。

拿4G来说，LTE-FDD用2T2R天线，就可以实现2x2 MIMO的空间复用。但TD-LTE要用8T8R天线，在波束赋型模式下才可以实现2x2 MIMO空间复用。因为为了产生明显的电磁波干涉效应，至少要用4通道天线，这样产生的干涉波束在水平面方向图上才比较窄。因此，8T8R天线分为2组4T4R，每一组用来产生一个波束，这样实际上就只能产生2个MIMO波束。而不用波束赋型的话，只需要2通道MIMO天线就可以实现，成本差了4倍。

到了5G阶段，提出了3D波束赋型，相比4G TD-LTE的平面波束赋型，3D波束赋型在垂直面上也用多天线产生信号干涉，将方向图垂直面的信号也压缩到了比较窄的形状，有利于更强的指向性。但后果就是，要产生这么一个波束，需要4组4通道天线垂直排列，也就是16通道天线，方可以产生这么一个3D波束。所以5G普遍用上了成本极高的64通道AAU，即便如此，这些64通道AAU在开启了3D波束赋型模式后，也只能产生4个MIMO 3D波束。而不用波束赋型的话，只需要普通的4通道MIMO天线就可以实现。成本差了16倍。

为了提高多天线的性价比，设备商只好想了个招，既然成本无法降低了，那就尽可能提高容量吧，把多天线的利用方式改成动态的。距离基站较远的用户，开启波束赋行模式，距离基站较近的用户，信号强度和信噪比本身就不错，没必要开启波束赋型，干脆让这些天线改成MIMO的空间复用模式吧。

但问题出来了，要想空间复用效果好，天线之间的距离要大于半个波长，并且越大越好。但波束赋型的要求是，要产生较强的信号干涉效应，天线之间的距离必须小于半个波长，并且越小越好。这俩是截然矛盾的。并且，天线之间的距离是物理上固定的，无法动态调节。

最后设备商想了个招，那就退而求其次，放弃掉一部分天线不用，让剩下的天线间距较远不就行了嘛。比如说，8T8R 的波束赋型天线，1，2，3，4这一组是用来产生赋型波束的，在不需要产生赋型波束时，只用1，4天线，这个间距就可以大于半个波长了，这就可以实现MIMO了。同理，只用5，8天线，间距也大于半个波长。加上4，5这俩天线本身不参与同一个波束赋型，间距也可以大于半个波长，那么8T8R天线利用1，4，5，8这4个通道的天线就可以实现4x4 MIMO，虽然浪费了一半的天线，但相比最初只能实现2x2 MIMO还是增加了一倍的系统容量。

到了5G AAU时代，也这么干，64T64R AAU总共有64个通道，分成4组16通道，每一组水平面选2个通道，垂直面选2个通道，也就是可以实现4x4 MIMO，4组总体下来可以实现16x16 MIMO（单个手机没有这么多天线，但可以找4个同时用网的用户，每个用户的4天线手机组合起来，形成一个虚拟的16天线手机）。这也就是为什么64通道AAU通常具有16个独立传输流的原因。但是要记住，如果要同时使用16x16 MIMO的空间复用话，那么就失去波束赋型效应了，这就要求这些用户必须全部靠近基站，本身信号强度和信噪比就非常好。

回到现实当中。3.5G频段64通道AAU本身频率就高，路损就大，能开启MIMO空间复用的概率就低。假设3.5G基站和2.1G基站数量1:1共站址同方向角部署，那么位于基站中圈的用户，如果要接入3.5G频段，信号必然较差，基站必然要开启3D波束赋型模式，产生4个独立3D波束给该用户做到4x4 MIMO，那么这个AAU就没有任何其它天线可以同时给其它用户使用了。如果该用户要接入2.1G频段，2.1G的路损比3.5G好很多，基站中圈的用户仍然可以开启MIMO空间复用模式，4个通道的2.1G天线也可以做到4x4 MIMO。

所以对于运营商而言，选择3.G频段64通道AAU成本很高，虽然通过3D波束赋型产生3D窄波束，让能量聚焦，也可以克服频段高导致的大路损，达到与2.1G频段普通4通道天线类似的覆盖距离，但此时容量就不可兼得，容量会退化成跟2.1G频段普通4通道天线一样。

那运营商为什么还要选择3.5G频段64通道AAU建网呢？因为3.5G频段带宽大，最高200MHz，是2.1G频段最多2x40MHz的2.5倍。即使都是4x4 MIMO的空间复用，3.5G基站的吞吐率也可以做到2.1G基站吞吐率的2.5倍。当然，前提是3.5G基站做到满配，同时开启2个载波。不过即使只开启1个载波，吞吐率也能做到2.1G基站的1.25倍（设备商提供的5G载波板，通常单板最大能力是TDD 板最大处理100MHz带宽，FDD板最大处理2x50MHz带宽）。

运营商建基站，考虑的无非是性价比，我花了这个建站的钱，能得到多大的容量，即多大的吞吐率，这跟实际流量收入挂钩。64T64R看起来容量很大，吞吐率很高，但实际上并不是那么回事儿。

同理，4.9G频段64通道基站就更扯了。除了近根前的用户，稍远一点的都要开启3D波束赋型模式，容量顿时退化成类似普通4x4 MIMO基站的效果。

换言之，如果1.9G频段基站能用上AAU，哪怕只有32通道，由于频段低，路损小，不需要3D波束赋型，还设计成4G时代的2D波束赋型就可以，每4个通道组一组2D波束赋型天线组或2x2空间复用天线组，32通道天线最大可以有8个这样的组，那么就是8个2D赋型波束的空间复用独立流，或者无赋型波束的16个空间复用独立流。相比2.1G频段4通道天线最多4个空间复用独立流，前者的独立流数是后者的4倍。如果1.9G频谱带宽最大40MHz，2.1G频谱带宽最大2x40MHz，2.1G是1.9G的2倍，那么考虑频谱带宽后，1.9G基站容量容量前者也可以做到2.1G基站容量的2倍。很明显，多天线效应非常好。

那么有人会问了，为什么2.1G基站不能也用上AAU扩大容量呢？因为波束赋型和空间复用都对信道质量评估的准确性有很高的要求，特别是你空间复用的信道越多，每个信道质量的评估就要越精确，区分度越高，多个空间信道才不至于混淆在一起无法区分。所以TDD有一个优势就是上下行共用同一频段，上下行信道质量是一样的，基站想知道下行信道的质量，只需要对接收手机信号的上行信道质量做评估，就可以代表手机接收基站的下行信道质量了。这个评估结果非常实时和精准。而FDD就不同了，上下行频率不一样，基站想知道下行信道的质量，自己没法评估，得等手机做评估，然后把评估结果发给基站，这就存在评估结果不能太详细（占用太多上行传输资源不行），而且不够实时（上传报告需要时间）。

所以，AAU只能在TDD上使用。TDD目前无非就这么几个频段，1.9G、2.0G、2.3G（仅室内）、2.6G、3.5G、4.9G。这其中，1.9G频段兼具频段最低、路损最小、又能上AAU的特点，虽然带宽不够大，目前只有30MHz，即便把两头隔离带用上也最多40MHz，但结合多天线带来的MIMO容量优势，还是值得去利用一下的。

反观4.9G频段，的确，带宽高达160MHz（算上广电的频率），但路损太大了啊，进屋就没，哪怕开了3D波束都无法穿透一堵墙，只能穿透一层窗户。说白了就只能覆盖大街上的室外用户，光带宽大有啥用，毕竟大部分用户上网时还是坐在室内上网的，哪怕是坐在街边小铺小馆的室内呢，4.9G AAU也是无济于事的（最多靠近街边大门的一两桌能收到信号）。

所以我认为与其上4.9G AAU，不如上1.9G AAU，先把低频段TDD的潜力全部挖掘出来再说。