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中国联通5G无线网演进策略研究

2018-03-26何江涛

数字通信世界 2018年12期
关键词:无线网传输速率构架

何江涛

(中国联通陕西咸阳市分公司,咸阳 712000)

1 引言

随着通信技术的不断发展,目前中国联通4G网络的应用已呈现出了规模化的趋势。但在网络用户数量不断增多的情况下,4G网络很难长久的满足用户的需求。为解决上述问题,中国联通提出了建设5G无线网的构想。面向2020年及未来,推出了具有更高交互性、更高数据传输速率的网络发展规划。为我国通信领域整体技术水平的提高,奠定了坚实的基础。

2 中国联通5G无线网及其优势

5G网络为第五代通信网络的简称,是继4G网络后的最新网络技术。理论上讲,5G网络的数据传输速率可较4G网络速率提高数百倍。28GHz波段下,网络的传输速率能够达到1Gb/s[1]。中国联通研发5G无线网的主要目标,在于使网络用户能够持续处于联网状态。除传输速率高外,5G无线网同样具有兼容性强的优势。用户既可通过移动手机及平板电脑连接网络,也可通过智能手表获取网络。与4G网络相比,用户使用5G无线网的便利性,将显著增强。5G无线网的兼容性,同样体现在能够与2G、3G及4G兼容方面。在多项网络技术的支持下,用户将能够顺利接入WiFi及Bluetooth。综合上述优势可知,未来,5G无线网具有极佳的应用前景。

3 中国联通5G无线网的应用场景及关键指标

3.1 网络应用场景

5G无线网的应用场景包含传统场景、新型场景两方面内容。传统场景以“云办公”、“游戏”、“视频业务”、“语音业务”为主[2]。近些年来,随着社会各领域智能化水平的提高,城市工业、服务业等行业的智能化水平,同样得到了明显的提升。除传统场景外,5G无线网在上述领域,同样有所应用。具体的新型场景,包括“智能家居”、“智能城市”、“自动驾驶”等多种。上述场景的实现,对网络流量密度、移动性等性能的要求较高。且必须最大程度缩短网络时延,以提高数据传输的可靠性。目前,移动通信领域针对5G无线网的标准、部署以及路径问题,已经达成了共识。将5G无线网渗透到eMBB、URLLC以及mMTC中,对各领域通信质量的提高,将能够起到极大的促进作用。而为达到上述目的,对5G无线网的关键能力指标进行调整极其重要。

3.2 网络关键指标

5G无线网的关键指标,包括流量密度、时延、能效、速率、频谱效率等多项指标。目前,4G网络的流量密度为0.1Mb/(s·m2)、时延为空口10、能效及频谱效率,均为1倍[3]。当用户用网时,其体验速率可达到10Mbit/s。与4G网络相比,5G无线网的各项指标均得到了优化。中国联通的5G无线网流量密度为10Mb/(s·m2),为4G网络的100倍。5G无线网时延为空口1、能效及频谱效率,分别为100倍及3-5倍。当用户用网时,体验速率可达到0.1-1Gb/s。对比可以发现,5G无线网的性能更加完善。但需注意的是,5G无线网研发所借助的理论,以32载波聚合理论为主。虽可有效满足峰值速率的要求,但一旦宽带>640MHz,其价值则很难完全发挥。

4 中国联通5G无线网的演进策略

4.1 5G无线网关键技术

5G无线网的关键技术,包括D2D技术、MIMO技术两种。以D2D为例:设备到设备通信(Device-to-Device,D2D)技术,最早为UMTS网络下的中继协议。目前,该技术已经被应用到了LTEAdvanced中,且在提高网络传输速率、降低基站负荷方面,发挥了巨大的价值。D2D通信需以LTE-FDD系统为基础而实现,构架中包含MME/S-GW、eNB两大内容。以D2D为关键技术所研发的5G无线网,将继承LTE扁平化网络构架的优势。eNodeB之间,将能够通过X2接口实现交互。除此之外,SAE构架的存在,还可有效降低UE及Serving Gateway之间的IP连接难度。中国联通可借助D2D技术,对5G无线网进行优化,使其演进速度得以加快。

4.2 5G无线网的部署

5G无线网的部署策略,包括独立组网与非独立组网两种。前者简称SA,后者简称NSA。根据SA部署策略的要求,中国联通需建立新的基站、核心网,使其构成新的网络。该网络将独立于现有的4G基础设施,单独负责5G无线网的运行。根据NSA部署策略的要求,中国联通需依赖现有的4G基础设施,建立5G小基站。使基站处于高业务密度的区域,以确保4G网络与5G网络能够共同服务于用户。两种部署方式对比,SA的优势在于规模经济性强。对5G无线网与4G基础设施进行整合的过程,操作往往较为复杂。而建立独立的网络,则无需面临上述难题。但SA同样具有成本高的缺陷,需中国联通予以解决。NSA的优势,在于建设效率高,但部署规模较小。联通应根据5G无线网的建设需求,对两种部署模式进行优化选择。

4.3 5G无线网的业务

5G无线网的业务,包含于eMBB、URLLC以及mMTC三大场景中。就目前的情况看,将LPWA技术、2G、3G、4G以及eMTC技术共同应用到各大场景中,均能够使“自动驾驶”等业务得以实现。但如无5G无线网的支持,网络的时延及连接规模,则很难得到优化。5G无线网建设过程中,eMBB、URLLC以及mMTC三大场景难以同时实现。网络发展初期,建议首先保证eMBB业务,满足网络用户基本的用网需求。当5G无线网发展至中期时,可将业务拓展至URLLC以及mMTC场景中。使“自动驾驶”、“移动医疗”等业务得以实现。待5G无线网发展至成熟期时,应将业务发展重点转移至“扩容”方面。确保网络中所包含的业务,能够充分满足用户的多方面需求,改善用户的用网体验。

4.4 5G无线网的语音

近些年来,语音业务在互联网业务中所占的比例逐渐下降。但该业务仍属于网络通信的基础业务。5G无线网建设过程中,中国联通应对语音业务给予足够的重视。4G网络时代,中国联通的语音解决方案,以GSFB方案为主。用户与用户之间的通信,均需以LTE为基础而实现。因5G无线网建设难度较大,复杂度较高。应将VoIP以及3G语音解决方案,共同应用到语音通信过程中。以提高语音通信质量,降低用户的投诉率。以VoIP方案为例:中国联通可将信号覆盖深度,控制在900M左右。在此基础上,将L900作为VoIP的承载。并将NB-IoT 900M,与LTE 900M进行同步部署,使语音业务的质量得以提升。

4.5 CU-DU分离策略

5G无线网的网络构架,以CU-DU构架为主。如采用SA模式对网络进行部署,该构架能够有效满足5G无线网的通信需求。但如部署模式以NSA模式为主,5G无线网与4G网络的融合,将成为中国联通网络建设的难点。“CU-DU分离构架的演进”,为该问题的主要解决方案。对此,中国联通可以采用Cloud RAN方式,对LTE进行部署。在此基础上,将Split bearer via MCG纳入到5G网络中,减少LTE的硬件更换量,确保5G无线网的通信功能能够有效实现。需注意的是,该方案同样具有一定的缺陷,主要体现在对CU服务器需求高方面。未来,需重点对该问题进行解决。

4.6 5G无线网干扰处理

减少通信干扰,是5G无线网建设的重点之一。加强智能干扰管理、应用干扰迁移技术,是解决上述问题的主要途径。以智能干扰管理为例:5G无线网建设过程中,中国联通可构建智能干扰管理体系。将网络干扰数据,均纳入到数据库当中。利用数据库的功能,对干扰管理需求及网络特征进行匹配。根据用户的反馈,对5G无线网进行调整。在减少干扰的同时,提高网络通信质量。此外,根据干扰程度的不同,建立“轻干扰区”与“重干扰区”,同样能够有效减轻干扰。将干扰分区后,干扰分布的均匀性将明显提升。此时,中国联通对5G无线网的管理难度也将有所下降。

5 结束语

综上所述,5G无线网的出现,有效解决了传统网络传输速率低、兼容性差的缺陷。为用户用网体验的改善,提供了一定的支持。目前,中国联通对5G无线网的研发,已经取得了显著的成果,但仍存在改进的空间。未来,中国联通应从网络的部署、业务的拓展以及语音问题的解决等多方面出发,进一步对网络进行完善,全面提高网络通信质量。

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