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中兴通讯:5G网络部署思考

无处不在的4G移动宽带和海量的应用已经为我们的工作、生活带来了意想不到的便利;包罗万象的5G为我们带来的将不仅仅是接入速率的飙升,还将通过灵活的网络切片渗透到网络社会的各个角落,成为垂直行业数字化转型的利器和未来万物互联数字社会的基石。

随着5G组网标准的如期冻结、5G频谱分配方案的落定,5G设备的日臻完善和终端芯片研发进展的加速,2019年将成为5G正式商用的元年。现阶段,移动运营商关注的焦点也从5G设备的测试验证转向更为实际的网络部署,比如网络架构如何选择、站点方案如何准备、传输网络如何升级、运维效率如何提升等。本文将结合5G网络部署面临的关键挑战进行思考和探讨,期望能为运营商5G部署前的筹备工作提供一些思路。

SA or NSA?综合频谱、业务KPI、建网投资三大因素选择网络架构

5G网络支持独立组网SA和非独立组网NSA两种架构。NSA在架构成熟度方面有3个月左右的先发优势,但仅适用于eMBB业务,并且非独立组网还涉及与4G的复杂耦合; SA是终极的建网模式,在新业务支持、覆盖、性能、组网灵活度、终端能耗等方面均有明显优势。目前运营商对SA架构顾虑较多的因素是覆盖、SA终端和5GC的成熟度。

从5G终端芯片厂商高通、Intel、MTK的5G研发路标来看,2019年发布的终端芯片将同时支持NSA和SA,因而对大多数2019年才启动5G网络建设的运营商来说,5G终端不构成选择NSA或SA的决定性因素。

从5GC的成熟度来看,5G部署初期不必追求完整的功能特性,可以采用架构一步到位、接口分步打开、功能分阶段引入的策略,从而将5GC的商用时间点提前到2019年的一季度,因而也不构成影响SA规模商用的制约因素。

鉴于SA架构在多方面的明显优势,假如5G覆盖连续,能够自成体系,则运营商选择NSA的动力会非常小,因而我们认为除了业务需求因素,5G基站的覆盖能力和运营商的5G建网投资是选择SA或NSA的关键因素,能否共站部署在一定程度上还要考虑4G基站的密度。

在5G AAU设备的天线阵列通道数和发射功率确定的前提下,5G基站的覆盖主要取决于可用的5G频段、覆盖场景无线环境的复杂度,以及5G业务的KPI指标诉求,尤其是小区边缘的接入速率要求。而小区边缘的最低接入速率要求需要统筹考虑5G业务的最低指标要求,是否需要支持无缝移动及运营商可以接受的5G建网成本等因素。

基于以上原则,假如运营商在5G建设时只有毫米波频谱,鉴于毫米波频段相对于1.8GHz或2.6GHz频段较大的传播损耗和较差的散射、绕射能力,很难达到与4G相当的连续覆盖水平,因而用作移动接入业务模式时,只能依托连续覆盖的4G网络,作为热点区域的超高速率业务的容量补充,在网络架构上选择NSA模式更为合适。

假如运营商能够获取3.5GHz的主流频段,对5G小区边缘的速率要求为下行50Mbps (支持2K/4K高清视频和AR应用),上行2Mbps(支持随时随地的720P视频上传),且具备在密集城区建设连续覆盖5G网络的投资实力,则根据中兴通讯外场测试的数据,对站间距在400米以下的密集城区场景,完全可以通过4G与5G共站部署的方式使5G达到连续覆盖的能力; 对站间距在400米以上的区域可新增适量的5G宏站或微站来满足上行2Mbps的指标要求,因而我们认为SA是一步到位和更为经济的建网模式。

当然,如果运营商5G建设初期网络投资非常有限,只能在4G网络热点部署少量的5G基站,且业务模式主要是增强的移动宽带接入,无疑选择NSA建网模式更为经济实用。

假如运营商对5G网络的边缘性能提出更高的要求,比如上行速率提升到5Mbps(支持随时随地的1080P视频上传),则即使采用NSA建网模式,同时利用4G和5G的上行传输能力,也很难在400米的站间距场景下达到上行5Mbps的指标;而新建大量的基站又涉及较高的投资成本,此时建议通过1.8G/900M/700MHz频谱与3.5GHz频谱的载波聚合方式来满足。既然1.8G/900M/700MHz频谱已经重耕为5G新空口,建网模式依然是5G独立组网。

行业领先企业的率先实践为5G SA的发展提供助力,中国移动牵头发起的5G SA(独立组网)起航行动、发布的《5G SA核心网实现优化白皮书》、高通对SA终端芯片的积极布局等事件均加速了SA产业链的成熟及其在全球的规模商用进程。

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