联通首度披露5G基站设备路标规划:目标建设“4G+5G”两张网

7月5日消息5G牌照已发放,从设备商到运营商再到产业链上的各家企业,都在关注接下来该怎么办。MWC19上海展汇集了产业链各方企业,一起探寻5G的理念共识并探讨行业应用的解决方案,寻求开启5G智联万物的金钥匙。

对于5G来说,运营商的演进路线选择是最关键的,因为它直接影响整个5G产业链进程。现实是,整个行业似乎陷入了“选择困难症”,到底先NSA建网,还是SA?本次展会上,5G建网模式走向了高度统一,明确“SA路线”。

中国联通虽然在本次展会上并没有明确“发声”,但按照此前公布资料来看,联通5G网络将以SA为目标架构,前期聚焦eMBB,后续将结合技术标准和生态系统的发展进程,积极引入uRLLC和mMTC技术。

九层之台起于垒土!对于目前的运营商来说,建网模式已经明确,接下来就要大干一场。中国联通总经理李国华透露,联通计划今年在7个特大城市、33个大城市提供5G网络覆盖,并将重点覆盖多个垂直行业。

值得一提的是,中国联通在展会期间发布《中国联通5G基站设备技术白皮书》,基于中国联通无线网络长期演进需求,按照5G商用网络架构及典型部署场景要求,规划宏基站、微基站等一系列基站产品,以建设业界领先5G精品网络为目标,大力推进建设一张高效、绿色、智能的通信网络,为5G赋能千行万业,拉动经济增长,提供了技术指引。

同时白皮书指出,“虽然3.5GHz频段已明确为5G首发频段,随着5G网络建设规模不断扩大,需要充分发掘联通现有低频、中频的频谱资源,着手规划2.1GHz等重耕频谱的5G基站设备的研发和商用时间表。因此,加快推进5G基站设备新产品研发、新技术应用是加快5G商用网络成熟发展的迫切要求,中国联通号召合作伙伴共同推进5G技术持续演进,5G基站设备不断完善,共同打造中国联通5G精品网络。”

5G基站设备演进呈现五大趋势

白皮书指出,5G通信系统设计指标与4G网络相比,各项性能指标大幅提高,5G基站设备单站处理能力比4G基站设备能力提升了几十倍甚至上百倍。随着5G基站设备能力的大幅提高,对5G网络建设也提出了更高的要求,5G网络建设将业务需求多样化、组网复杂难度高、新增站址需求多、新增站址需求多、配套设施改造难等多项挑战。

在无线业务宽带化、多样化发展的驱动下,移动通信网络经历了从2G、3G、到4G的发展历程,网络性能持续提升。5G新技术的飞速发展也推动基站设备的持续演进,基站设备在硬件能力、集成度以及软件功能等方面不断提高,向着性能更优、体积更小、绿色智能等方向继续演进。

5G商用网络以面向多样化、差异化的业务场景为目标,需要灵活满足高速率、低时延、高流量、大连接数等性能要求。随着5G基站设备的硬件能力和软件功能进一步快速演进,呈现出通用性、扩展性、多场景适应性、云化、智能化等新的发展趋势。

多场景适应性方面,5G网络支持的业务已扩展到垂直行业领域,5G初期主要支持eMBB业务,随着技术的发展,5G网络需要全面支持uRLLC、mMTC全业务场景。通过端到端的网络切片管理,按需部署网络资源,支撑各类垂直行业应用以及多样化的业务需求。

平台通用化方面,多种制式的通信系统将在5G时代长期共存。为了进一步降低运营商的CAPEX和OPEX,基站设备硬件平台要具备兼容不同制式系统的能力,基站设备可以按需开通不同制式,实现通信网络灵活部署。基站设备硬件平台通用化也可以提高设备资源利用率,延长设备生命周期,降低网络建设成本。

设备高集成化方面,随着硬件产业链的发展,5G芯片的处理能力要不断提高,半导体工艺也需要更新换代,通过采用高性能、高集成度的芯片(如AISC大规模应用),采用更先进的半导体工艺技术(如7nm工艺),5G基站设备的集成度不断提高,设备体积更小、功耗更低,有利于节约机房空间,降低耗电量和OPEX成本。

网络智能化方面,无线网络智能化是未来重要的发展方向。5G组网中大规模MIMO、波束赋形等新技术将带来网络部署与运维的难度,随着人工智能技术的不断成熟,人工智能算法将会广泛应用于无线网络资源管理、自动配置与优化、能耗智能管理等方面,从而更高效、更智能、更便捷地实现通信网络资源的管理与网络性能优化,降低网络运维复杂度,降低人力成本,加快构建智能、绿色、高效的全新通信网络。

设备资源云化方面,随着ICT融合技术的发展,硬件通用化、软件云化成为5G基站未来的发展趋势。目前,5G核心网采用虚拟化技术,基于通用的硬件平台实现软硬件解耦。从发展趋势来看,无线基站设备向着实现通信协议各层功能与基站硬件解耦的方向演进。5G高层协议功能对实时性的要求相对宽松,易于移植到通用硬件平台(如X86服务器)实现。未来,随着通用硬件性能的提升以及虚拟化技术的发展,底层协议功能也有可能逐步在通用硬件平台上实现。

5G基站设备路标进一步明确

5G网络建设需要综合考虑频率、设备、终端、业务等发展成熟度,按照5G业务发展规律,合理规划5G设备演进路标。

白皮书指出,中国联通5G网络建设远景目标是建设“4G+5G”两张网,两张目标网定位为:

5G目标网以3.5GHz频段作为城区连续覆盖的主力频段,2.1GHz频段可用于提高5G覆盖及容量补充,后续新申请的毫米波频毫米波频段26GHz+40GHz作为城区数据热点的重要补充;

4G目标网以900MHz和1800MHz频段作为主要频段,900MHz主要用于广覆盖(兼顾NB-IoT、eMTC等物联网业务),1800MHz为LTE网络容量层(远期根据4G业务量情况逐步重耕用于5G);

2G和3G网络将逐步实现退网,将频率重耕用于4G和5G。

在5G宏基站设备路标方面,白皮书进一步明确5G基站设备路标演进要求。5G基站设备规划3.5GHz、2.1GHz等频段基站设备形态。根据5G产业链整体发展情况,各频段及相应型号设备规划要求如图2。

BBU设备主要提供5G基带处理能力,可以支持连接不同类型的AAU或RRU设备,也可以为微基站设备提供5G信源。

白皮书指出,中国联通2019年需要加快推进完善3.5GHz频段商用设备,如64T64R AAU设备、32T32R AAU设备、16T16R AAU设备等应满足商用需求。16通道及以上的AAU设备的性能差异在于覆盖能力、网络容量,不同型号AAU设备可满足不同应用场景。

64T64R AAU设备主要用于密集城区及高容量热点场景覆盖。64T64R AAU设备水平方向最大有8个自由度(受限于2.5ms双周期的帧结构,时间维度最多支持7个SSB波束),垂直方向有4个自由度,可以同时兼顾水平和垂直方向的立体覆盖场景,通过MU-MIMO功能可以支持下行16流,上行8流的处理能力;同时可通过垂直方向上的波束赋形实现对传统天线旁瓣弱覆盖区域的有效覆盖,其覆盖性能也最优。

32T32R AAU设备用于一般城区中高层楼宇集中的场景覆盖。32T32R AAU设备水平方向最大有8个自由度,垂直方向有2个自由度,可以同时兼顾水平和垂直方向的立体覆盖场景,系统容量较优,同时可通过垂直方向上的波束赋形实现对传统天线旁瓣弱覆盖区域的有效覆盖。

16T16R不支持垂直立体覆盖,主要用于一般城区低层楼宇、郊区和农村等场景覆盖。16T16R设备水平方向最大有8个自由度,可以实现水平方向的波束赋形覆盖,系统容量较低,不能满足高层覆盖的要求。

8T8R RRU设备初步考虑可作为高铁覆盖场景的备选方案,也可以考虑用于农村场景覆盖。8T8R RRU设备不支持波束赋型功能,主要采用外接天线进行覆盖,可以根据覆盖场景的要求选择天线进行覆盖。

4T4R RRU设备考虑用于无源系统,作为地铁和高铁隧道场景下泄露电缆的信源输入。后续也考虑应用于室外密集组网场景。

此外,白皮书明确5G微基站设备首先规划3.5GHz频段基站设备形态。根据5G产业链整体发展情况,各类型5G微基站设备规划要求如图3。

室内一体化微RRU设备路标明确指出,室内一体化5G单模微RRU设备已有4T4R 250mW类型的微站设备。2019年已规划5G外接天线的4T4R/2T2R 250mW类型的微站设备。对于室内共享场景,4T4R一体化微RRU设备和外接天线类型的4T4R/2T2R微RRU设备应首先支持3.3~3.6GHz频段,IBW支持100M带宽。2020年,该类型设备应规划IBW达到200MHz带宽4T4R一体化微RRU设备;至2021年,该类型设备支持的IBW带宽达到300MHz。

室内一体化4G/5G双模微RRU设备则应支持三个载波或两个载波的能力,三载波能力为支持5G100MHz单载波、4G30M和40M两个载波,双载波能力为支持5G 100MHz单载波、4G40M载波。

室外一体化微RRU设备方面,中国联通提出,“2020年,5G室外一体化4T4R微RRU设备(微站)应支持功率为5W或10W,工作频段为3.5~3.6GHz。2021年规划支持4G和5G多模,发射功率为5W或10W类型的微RRU设备,该设备可同时支持5G单载波和4G双载波的能力。”

室内一体化微站及室内扩展型微站方面,白皮书显示,2020年H2规划4T4R 5G单模室内共享型一体化微站,最大发射功率为250mW,支持3.3-3.6GHz频段,IBW为100MHz。

2019年Q4规划支持室内共享场景的扩展型4T4R微站,支持3.3-3.6GHz频段,IBW为100MHz,发射功率为250mW。随着室内共享设备能力增强,该类型设备规划2020年H2和2021年分别支持IBW为200MHz和300MHz带宽的能力。

在室内白盒微基站方面,中国联通考虑白盒设备技术逐步成熟,2020年H2规划5G单模4T4R 250mw白盒微基站设备。


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