5G 网络具有 NR 接入标准和特性，因此适用于具有 不同应用的多个垂直市场。这样便造成了过多的硬件 需求，包括对有源天线系统 (AAS) 等设备的需求，这 也通过集成天线让远程无线电头端的概念发生演变。 这种集成有助于解决 5G 在以下方面所面临的挑战： 利用空间多样性和局部波束来提高容量，实施大规模 MIMO (mMIMO) 技术。
一、 AAS、mMIMO 和波束形成
AAS 技术可以最大程度提高基站效率，便于运营商大 幅度提升其容量（5G 最高可增加五倍）及其网络的覆 盖范围。功率放大器 (PA) 集群与天线元件是 AAS（目 前最多可包含 1,024 个 PA）的基本组成部分，可提供 完整的网络接入功能，以连接至基带节点，其中基带 节点可位于与 AAS 相同的位置或者中央办公室（云 RAN）中。通过 mMIMO（这种技术基于空间多样性， 针对个人用户支持多个同步和单独的数据路径）可实 现频率复用，并且频率复用已成为提高 BTS 容量的 主要促成因素，用于实施空间多路复用。
采用多种不同的天线时，还能使用增强型波束形成技 术，这种技术使用的是 3D 定向和集中波束。该技术 降低了相邻通道中的干扰，并以等量的功率最大限度 提高可到达距离，将数据流量定向到所需的目标。因 此，它可以优化整体容量并实现更高的无线电信号 吞吐量。
AAS 是在 4G 的最后阶段开始部署的，现在，AAS 作 为一种新型装置在需要提高容量和覆盖范围的地方 得到了广泛应用。实施支持可向后兼容 4G 硬件的新 频谱以及支持可升级软件的基带，也将推动宏 BTS 的硬件升级。
要增加新服务的覆盖密度，尤其是在高层公寓楼、体 育场馆、购物中心和主题公园等密集环境中，将需要 部署小型蜂窝，从而以更低的功耗和更高的比特率使 传输更加接近用户。
从硬件角度来说，最突出的挑战为密度，主要包括：首 先，如何在越来越小的封装中实现全面热管理。第二， 如何通过功能和组件的大规模集成有效地满足期望。 第三，在实现这一切的同时，以低功耗保持高性能。
为了实现这一点，AAS 内部的一切组件，从收发器到 时钟，再到电源管理，都必须进行重新设计或调整，才 能满足随着该新设备中组件数量不断增加而生成的 挑战性要求。这可以从射频 (RF) 收发器开始实现，集 成更多的射频收发器，添加辅助功能并创建智能系统 解决方案，以通过常见的电源管理对许多新的组件进 行集群化操作。
二、 计时、集成收发器和功耗
高度集成的多通道 RF 收发器是 5G 硬件蓝图的核心 要素。这不仅需要高达 1GHz 的 RF 信号带宽，还需要 支持多频带操作。实施 RF 取样技术，能够在更简单 的架构中以较低的成本实现所描述的特性。串行器/ 解串器收发器具有高于 10Gbps 的性能，并且具有集 成的低抖动锁相环 (PLL)/压控振荡器 (VCXO)，作为 这些新兴片上系统的另一类关键功能，它们可通过允 许使用频率较低的参考时钟来简化采样时钟的生成。
满足 5G 高带宽网络的计时要求不容忽视。在当前的 移动网络中，计时源（电压控制晶体振荡器 (VCXO)/ 温度补偿晶体振荡器 (TCXO)）必须具有非常低的抖 动，并能够满足持续降低的噪音要求，以支持高阶正 交调幅，获得最佳的毫米波传输性能。
根据云 RAN 架构，最新的通用公共无线接口 (CPRI) 规范（名为 eCPRI (Ethernet CPRI)），作为基带单元 (BBU) 池和远程无线电单元 (RRU) 网络之间的多点 链接，提供高带宽链接来处理多个 RRU 的要求。由于 5G 前传传输中采用了 5G eCPRI，因此需要满足新的 计时要求。在点对点的 CPRI 链接中，必须从本质上 保证时间同步和频率同步，但这种同步已不再是事后 才考虑的问题，而是需要作为整个 5G 计时解决方案 的一部分加以解决。因此，时钟树已经从 CPRI 传输 采用的基于 VCXO 的抖动清除器解决方案演变为基 于 TCXO 的网络同步器解决方案，以处理 eCPRI 中的 计时需求。
此外，5G 宏基站针对 6GHz 以下的传输还将支持多 载波全球移动通信系统标准 (GSM)，因此，时钟树还 必须满足不违反整体 GSM 阻塞器规范的点相位噪声 要求。对于 5G mMIMO 基站来说，采用波束形成技术 可使频谱得到有效利用，同时最大限度减少干扰。这 对于 RF 信号链的时钟树中的各种输出之间的偏斜 形成了紧密的约束。除了系统级的天线校准计划外， 还有多种板级和芯片级技术（例如，零延迟模式），它 们能够最大程度降低时钟树在工艺、电压和温度角上 的延迟变化，以提高波束形成效率。
5G 也在改变负载点范式，以适应物联网、小型蜂窝网 络和有源天线的一系列功耗需求，其中功耗摆动（扩 展）范围在零点几瓦到数百瓦之间。更具体地说，随着 功耗/电流要求的提高，配电母线的值已更改为 12V， 以满足 AAS、分布式天线系统和新一代 mMIMO 无线 电的要求。
由于 RRU 和 BBU 中的功耗增加，电源管理总线 (PMBus) 的作用越来越明显。与此同时，高压降压型 变换器正在不断改进以适应 PA 数量的增加，需要 3D 热耗散和具有可变电流限制的 100V 操作转换器。为 了在增加密度的同时，在无线电中提供精密的时钟 和收发器电路，还可以通过多通道专用转换器来降 低尺寸和噪音，将转换器作为低压差稳压器的替代 品，开关速度高于 1MHz，以便在保持效率的同时降 低尺寸。
最大程度缩减物料清单内容、复杂性和成本是赢得 5G 硬件竞赛的关键，而将功能集成到集成电路中是 实现这些目标的方式。半导体公司将必须与他们的 基站设备客户紧密合作，生产高度集成的射频收发 器、经过优化的信号链和电源，以支持 5G 技术的不 断发展。