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1、中国联通5G基站设备技术白皮书 2019 年 6月 中国联通5G基站设备技术白皮书 1引言 1 1背景 随着3GPP公开发布第一个5GR15国际标准 韩国 美国等国家都相继宣布 5G商用计划 全球进入5G商用网络部署阶段 6月6日 工信部向中国联通正 式颁发5G牌照 中国正式进入5G商用元年 国内5G商用驶入快车道 与4G国际标准不同 5G国际标准通过候选方案讨论 标准讨论等过程 最 终形成全球统 一的标准 从而集中全球产业链加快5G发展 5G标准从技术层面 竟争 逐步上升到国家综合实力的竟争 争夺5G标准核心技术和重大技术创新 是各国企业的首要目标 5G 基站设备历经原型设备 第 一 代商用
2、设备的发展 主设备厂家正在研发 第二代甚至第三代商用设备产品 与4G基站设备发展历程相似 5G基站设备产 品类型充分考虑市场需求和运营商5G网络部署节奏 基本延续 先宏基站 后 微站 的研发节奏 5G基站设备与4G基站设备产品规划也存在不同之处 即5G 基站设备在研发阶段巳经考虑从专用硬件平台向通用硬件平台研发的转变 将软 件功能与硬件逐步解耦 从而支持更灵活 高效的部署方式 随着5G标准冻结和产业链的发展 5G基站设备产品类型也将逐步丰富 从 满足5G首发频段的设备要求 到逐步考虑2G 3G 4G系统重耕频段的基站设备需 求 以及从单 一制式基站设备向多制式融合设备演进等 5G 基站设备形态
3、和功 能演进需要满足运营商网络建设的要求 基站设备演进要适应运营商网络部署节 奏 同时 基站设备研发应谨慎预留运营商后续几年演进所需的硬件能力 降低 网络升级的复杂度和不可预知的支出成本 1 22 中国联通网络技术研究院2019 中国联通5G基站设备技术白皮书 1 2技术愿景 基站设备能力演进和设备路标规划 一 直都是运营商网络建设的重中之重 基 站设备能力演进要兼顾无线网络建设的实际需求以及无线新技术发展方向 无线 网络长期演进目标必须要适应运营商业务发展需求 详细规划无线网络的关键技 术 基站设备产品路标 本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
4、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 1 3白皮书目标 本白皮书根据5G网络架构演进 关键技术路标以及对5G网络建设的主要挑 战 提出了5G基站设备硬件架构 设备形态及能力要求 并对5G基站设备路标 做了目标规划 通过公开发布 中国联通5G基站技术白皮书 我们向业界合作 伙伴 特别是主设备厂家 微站设备厂冢阐述中国联通对5G基站设备演进的思 路 号召合作伙伴积极响应中国联通5G基站设备的演进需求 做好5G基站新产 品研究工作 并加快新技术 新工艺等在5G基站设备中的应用 满足中国联通 5G商用建设要求 2 22
5、中国联通网络技术研究院2019 中国联通5G基站设备技术白皮书 2 5G网络建设挑战与基站设备演进趋势 2 1 5G网络建设的主要挑战 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 随籓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网络建设将面临新挑战 令业务需求多样化 5G网络的应用市场巳拓展到诸多垂直行业 不仅要提供5G网络覆盖 还需 要提供定制化 差异化的全业务服务 5G网络需要支持网络切片的定制 管理等 功能 令组网复杂难度高 5G时代将出现2G 3G 4G 5G多制式网络共存的情况
6、网元数量倍增 5G网 络的部署需要考虑与现有2G 3G 4G网络之间的互操作 4G网元的升级改造等 5G 网络与其他制式网络的多网融合发展是网络建设需要考虑的关键问题之 一 另外 随着5G网络向云化网络架构演进 网元之间的关系更加复杂 5G网络的 建设 运维等工作将发生根本性的变化 令新增站址需求多 5G系统设计目标很高 为了满足各类超高带宽 超低时延的业务需求 5G 基站数量需要增加 总规模将进 一 步扩大 新增站址意味着增加建设 投资 维 护等费用 也给无线网规划 建设和维护都带来成倍增加的工作难度 令配套设施改造难 3 22 1 5G基站对机房空间要求高 现网BBU设备广泛采用BBU堆叠
7、的部署方 式 现有机房需要解决5GBBU设备的空间需求 中国联通网络技术研究院2019 中国联通5G基站设备技术白皮书 2 5G基站对电源的要求 5G基站设备功耗大幅提高 现有机房电源将不 能满足新增5G BBU和AAU设备的供电需求 需要对电源等供电设备进 行新建或改造 3 5G基站对天面的要求 5G AAU设备由于尺寸 体积 重量等都有较大 增加 AAU设备无法与现网2G 3G 4G设备共用天面 5G AAU设备上 塔必须使用独立天面 4 5G基站对回传带宽的要求 5G基站能提供更高的峰值速率 对回传网 络带宽要求也大幅增加 因此 机房传输资源必须满足5G 回传对纤芯 数量 回传带宽 时延
8、等要求 2 2 5G基站设备演进趋势 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 4 22 网络智能 化 高集成化 多场景适 应性 基站设备能力 平台通用 化
9、 资源云化 图2 1 5G基站设备演进趋势 中国联通网络技术研究院2019 中国联通5G基站设备技术白皮书 多场景适应性 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 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
10、用率 延长设备生命周期 降低网络建设成本 设备高集成化 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 功秏更低 有利于节约机房空间 降低耗电量和OPEX成本 网络智能化 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 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 5 22 中国联通网络技术研究院2019
