網絡分流器－網絡分流器－5G的關鍵技術第一篇
核心網采集器
按照3GPP的定義，5G具備高性能、低延遲與高容量特性，而這些優點主要體現在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術。
其中Massive MIMO和波束成形緊密相關。
1、毫米波
無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜帶寬。
5G使用毫米波（26.5～300GHz）就是通過第二種方法來提升速率，以28GHz頻段為例，其可用頻譜帶寬達到了1GHz，而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則為2GHz。
毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大，因此要讓毫米波頻段下的5G通信在高樓林立的環境下傳輸並不容易，而小基站將解決這一問題。
2、小基站
ATCA高密度核心網采集器
最大支持480個10G和76個100G 當前最新型的正交架構最大支持256個100G和72*16個10G
戎騰也在積極探索和緊跟潮流研究相關的5G通信時代標準，以備隨時跟進研發生產網絡分流器
毫米波的頻率很高，波長很短，這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎。
未來5G移動通信將不再依賴大型基站的布建架構，大量的小型基站將成為新的趨勢，它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。
因為體積的大幅縮小，我們設置可以在250米左右部署一個小基站。
這樣排列下來，運營商可以在每個城市中部署數千個小基站以形成密集網絡，每個基站可以從其它基站接收信號並向任何位置的用戶發送數據。
小基站不僅在規模上要遠遠小於大基站，功耗上也大大縮小了。
3、Massive MIMO
除了通過毫米波廣播之外，5G基站還將擁有比現在蜂窩網絡基站多得多的天線，也就是Massive MIMO技術。
重點講此段：
前言
這是最好的時代，也是最壞的時代。
生活在科技大爆發的時代裏，你是否感覺到一絲慶幸? 虛擬現實、自動駕駛，無數令人血脈僨張的新型應用正在井噴式地爆發，模糊了虛擬和現實的邊界，並深刻地改變著我們觸碰和認知世界的方式。
而這，對於通信人而言卻是一場艱苦卓絕的戰鬥。
另一方面，用戶對移動通信網的數據需求正呈現爆發性的增長，特別是需要實時傳輸大量數據的無線應用，如視頻直播、高清電話會議、虛擬現實遊戲等，對網絡容量是嚴峻的考驗。而“關鍵型任務機器通信” (mission-critical machine type communication) 又對通信的可靠性和時延提出了極為苛刻的要求，此類應用包括工業自動化、車輛通信等。1000倍於4G LTE系統的網絡容量和1毫秒極低時延已逐漸成為業界對下一代無線通信網要求的共識。
面對強烈需求，背靠緊缺資源，如何滿足科技爆發時代最底層速率的需求，為社會架起一條高速信息管道? “5G”正在給出答案。5G (Fifth Generation)，即第五代無線通信系統，是在走過模擬通信、第二代、第三代和正在經歷的第四代LTE系統之後，通信人正在攀登的另一座高峰。
一個體系的革新換代，其中必包含了無數的創新點，5G也是如此。筆者將與你分享其間的一項關鍵技術， 大規模天線陣列。它的應用不單可以大幅度提升網絡容量和用戶體驗，也將對通信行業產成深遠的影響，1分鐘下載一部高清電影的時代已經離我們不遠了。
波束成型
理解大規模天線首先需要了解波束成形技術。
傳統通信方式是基站與手機間單天線到單天線的電磁波傳播，而在波束成形技術中，基站端擁有多根天線，可以自動調節各個天線發射信號的相位，使其在手機接收點形成電磁波的疊加，從而達到提高接收信號強度的目的。
從基站方面看，這種利用數字信號處理產生的疊加效果就如同完成了基站端虛擬天線方向圖的構造，因此稱為”波束成形” (Beamforming)。通過這一技術，發射能量可以匯集到用戶所在位置，而不向其他方向擴散，並且基站可以通過監測用戶的信號，對其進行實時跟蹤，使最佳發射方向跟隨用戶的移動，保證在任何時候手機接收點的電磁波信號都處於疊加狀態。打個比方，傳統通信就像燈泡，照亮整個房間，而波速成形就像手電筒，光亮可以智能地匯集到目標位置上。
在實際應用中，多天線的基站也可以同時瞄準多個用戶，構造朝向多個目標客戶的不同波束，並有效減少各個波束之間的幹擾。這種多用戶的波束成形在空間上有效地分離了不同用戶間的電磁波，是大規模天線的基礎所在。
大規模天線陣列
大規模天線陣列正是基於多用戶波束成形的原理，在基站端布置幾百根天線，對幾十個目標接收機調制各自的波束，通過空間信號隔離，在同一頻率資源上同時傳輸幾十條信號。這種對空間資源的充分挖掘，可以有效利用寶貴而稀缺的頻帶資源，並且幾十倍地提升網絡容量。
下圖是美國萊斯大學的大規模天線陣列原型機中看到由64個小天線組成的天線陣列，這很好地展示了大規模天線系統的雛形。（圖省略）
戎騰網絡分流器48個10G和4個100G
大規模天線陣列的優勢
大規模天線並不只是簡單地擴增天線數量，因為量變可以引起質變。依據大數定理和中心極限定理，樣本數趨向於無窮，均值趨向於期望值，而獨立隨機變量的均值分布趨向於正態分布。隨機變量趨於穩定，這正是“大”的美。
在單天線對單天線的傳輸系統中，由於環境的復雜性，電磁波在空氣中經過多條路徑傳播後在接收點可能相位相反，互相削弱，此時信道很有可能陷於很強的衰落，影響用戶接收到的信號質量。而 當基站天線數量增多時，相對於用戶的幾百根天線就擁有了幾百個信道，他們相互獨立，同時陷入衰落的概率便大大減小，這對於通信系統而言變得簡單而易於處理。
大規模天線有哪些好處?
第一，當然是大幅度提高網絡容量。
第二，因為有一堆天線同時發力，由波速成形形成的信號疊加增益將使得每根天線只需以小功率發射信號，從而避免使用昂貴的大動態範圍功率放大器，減少了硬件成本。
第三，大數定律造就的平坦衰落信道使得低延時通信成為可能。傳統通信系統為了對抗信道的深度衰落，需要使用信道編碼和交織器，將由深度衰落引起的連續突發錯誤分散到各個不同的時間段上（交織器的目的即將不同時間段的信號揉雜, 從而分散某一短時間內的連續錯誤），而這種揉雜過程導致接收機需完整接受所有數據才能獲得信息，造成時延。在大規模天線下，得益於大數定理而產生的衰落消失，信道變得良好，對抗深度衰弱的過程可以大大簡化，因此時延也可以大幅降低。
值得一提的是，與大規模天線形成完美匹配的是5G的另一項關鍵技術——毫米波。毫米波擁有豐富的帶寬，可是衰減強烈，而大規模天線的波束成形正好補足了其短板。
瓶頸問題 {網絡分流器}
首先，想要發揮所有天線的潛力，基站端需要精確的信道信息，直觀理解即需事先知道不同目標客戶的位置。如何將與用戶間的這一信道信息精準地告訴每一根天線是一件很棘手的事情。
傳統通信系統通過手機監測基站發送的導頻 (導頻，即基站和手機端共同知曉的一段序列)，估計其信道並反饋給基站的做法在大規模天線中並不可行，因為基站天線數量眾多，手機在向基站反饋時所需消耗的上行鏈路資源過於龐大。 目前，最可行的方案是基於時分雙工(TDD)的上行和下行鏈路的信道對稱性，即通過手機向基站發送導頻，在基站端監測上行鏈路，基於信道對稱性，推斷基站到手機端的下行鏈路信息。
其次，為了獲得上行鏈路信息，手機終端需向基站發送導頻，可是導頻數量總是有限的，這樣不可避免地需要在不同小區復用，從而會導致導頻幹擾。 理論推導表明，導頻幹擾是限制大規模天線一劍破天的最終屏障。
另外，很多大規模天線波束成形的算法基於矩陣求逆運算，其復雜度隨天線數量和其同時服務的用戶數量上升而快速增加，導致硬件不能實時完成波束成形算法。 快速矩陣求逆算法是攻克這一難題的一條途徑。
為了克服這些挑戰，世界頂尖的研究機構和各大設備商正加緊原型機的研發。除了上面提到的美國萊斯大學的Argos原型機外，還有三星毫米波大規模天線原型機、瑞典隆德大學LuMaMi原型機、歐洲電信研究院（Eurecom）Open Air Interface大規模天線原型機、英國布裏斯托大學原型機等。
現有的4G基站只有十幾根天線，但5G基站可以支持上百根天線，這些天線可以通過Massive MIMO技術形成大規模天線陣列。
這就意味著基站可以同時從更多用戶發送和接收信號，從而將移動網絡的容量提升數十倍倍或更大。
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）的意思是多輸入多輸出，實際上這種技術已經在一些4G基站上得到了應用。
但到目前為止，Massive MIMO僅在實驗室和幾個現場試驗中進行了測試。
隆德大學教授Ove Edfors曾指出，“Massive MIMO開啟了無線通訊的新方向——當傳統系統使用時域或頻域為不同用戶之間實現資源共享時，Massive MIMO則導入了空間域(spatial domain)的途徑，其方式是在基地臺采用大量的天線以及為其進行同步處理，如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。”
4、波束 成 型
Massive MIMO是5G能否實現商用的關鍵技術，但是多天線也勢必會帶來更多的幹擾，而波束成形就是解決這一問題的關鍵。
Massive MIMO的主要挑戰是減少幹擾，但正是因為Massive MIMO技術每個天線陣列集成了更多的天線，如果能有效地控制這些天線，讓它發出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強，就可以形成一個很窄的波束，而不是全向發射，有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸，不僅傳輸距離更遠了，而且還避免了信號的幹擾，這種將無線信號（電磁波）按特定方向傳播的技術叫做波束成形(beamforming)。
這一技術的優勢不僅如此，它可以提升頻譜利用率，通過這一技術我們可以同時從多個天線發送更多信息；
在大規模天線基站，我們甚至可以通過信號處理算法來計算出信號的傳輸的最佳路徑，並且最終移動終端的位置。
因此，波束成形可以解決毫米波信號被障礙物阻擋以及遠距離衰減的問題。
5、全雙工技術
全雙工技術是指設備的發射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作，使得通信兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式，這是通信節點實現雙向通信的關鍵之一，也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關鍵技術。
在同一信道上同時接收和發送，這無疑大大提升了頻譜效率。但是5G要使用這一顛覆性技術也面臨著不小的挑戰，根據《移動通信》之前發布的資料顯示，主要有以下三大挑戰：（1）電路板件設計，自幹擾消除電路需滿足寬頻（大於100MHZ）和多MIMO（多於32天線）的條件，且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。（2）物理層、MAC層的優化設計問題，比如編碼、調制、同步、檢測、偵聽、沖突避免、ACK等，尤其是針對MIMO的物理層優化。（3）對全雙工和半雙工之間動態切換的控制面優化，以及對現有幀結構和控制信令的優化問題。
網絡分流器作用於整個網絡安全領域網絡監管前端，對整個網絡安全啟到至關重要的作用！
網絡分流器－網絡分流器－5G的關鍵技術第一篇