5G无线网技术特征及部署应对策略

肖祥奎

（湖南省邮电规划设计院有限公司 湖南省长沙市 410000）

1 引言

基于4G 的商用与广泛部署，用户享受到了越来越高速的数据服务，这进一步刺激了移动设备的使用，也使得数据业务从传统的语音业务朝着移动视频的方向发展，用户开始追求身临其境的极致化业务体验，对网络容量、流量速度均提出了更高的要求。面对未来人们对通信体验要求的提高，5G 无线网技术的发展具有必要性与紧迫性，本文主要围绕此展开详细分析。

2 5G无线网技术的发展情况

目前全球数据量呈现为惊人的增长态势，据统计2015年以来全球数据量每年增长25%，50%的数据来源于边缘端，全球560 亿设备，相当于每个人有7 个。预计2025年，全球数据量估计达到175ZB，相当于65 亿年时长的高清视频内容，为了应对惊人的数据量，必须实现更快地传输数据、高效存储和访问数据以及处理所有数据。

2017年11月，我国发布通知确定5G 中频频谱，第二年就在重庆建了首个5G 连续覆盖试验区，2019年工信部正式发放5G 商用牌照，我国进入5G 商用元年。如图1所示为5G 无线技术发展路线，主要场景包括连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠、低功耗大连接。根据GSA 网站的最新统计数据显示，截至上个月，全球126 个国家和地区的392 家运营商已经或者正准备投资5G，目前38 个国家和地区已有超过90 个5G 商用网络。

3 5G无线网性能参数与技术特征

3.1 5G无线网性能参数

5G 无线网技术是在4G 的基础上发展而来，提供更为便捷、快速的网络服务，具体如表1所示。由此可得，5G 无线网技术不仅强调速率的提高，更是将用户体验放至首位，提供更好的业务体验与用户感知。

3.2 5G无线网技术特征

5G 无线网将采用更灵活、智能的网络架构与组网技术，具体技术特征如下：

3.2.1 服务化架构（SBA，Service-based Architecture）

SBA 是5G 无线网重要特征，SBA 优势包括：

（1）敏捷：服务松耦合，网络部署、维护、升级更快速、便利；

（2）易扩展：轻量级的接口使得新功能的引入不需要引入新的接口设计；

（3）灵活：通过模块化、可重用方式实现网络功能的组合，满足网络切片等灵活组网需求；

（4）开放：新型REST API 接口极大的便于运营商或第三方调用服务。

图1：5G 无线技术路线

图2：4G/5G C-RAN 融合架构

图3：高低频段混合组网

3.2.2 控制面（GW-C 面）与用户面（GW-U 面）分离

通过控制面（GW-C 面）与用户面（GW-U 面）分离，简化5G无线网结构，根据实际业务需求，在不同层级数据中心（DC）灵活部署。5G CUPS 要求GW-C 面集中部署在中心数据中心；GW-U轻量级部署，即插即用，哪里有需求部署在哪里，GW-U 一般部署靠近用户的数据中心。

3.2.3 网络切片（Network slicing）

表1：5G 无线网性能参数

表2：典型应用场景

5G 无线网基于云化基础设施，可建立逻辑隔离的网络切片，为不同业务、垂直行业提供针对性的网络服务。

3.2.4 固定移动融合（FMC，Fixed Mobile Convergence）

5G 无线网接口统一，可支持多种接入方式，通过固定网络与移动网络融合，实现任意场景下的无缝业务体验。

4 5G无线网部署面临的挑战与应对策略

4.1 5G无线网部署面临的挑战

根据我国 5G 无线网发展情况来看，商用部署依旧存在不少难题，具体可归纳为如下几点：

（1）低频段频率资源紧缺、高频段组网难度大：基于我国5G业务的发展，频谱方面的需求不断增大，然而6GHz 以下可供5G使用的连续频谱十分匮乏。目前我国已经开始考虑重耕2G、3G、4G 频率，但是5G 低频段频谱资源依旧不足，若是采用6 GHz 以上频谱资源可满足5G 初期部署需求，但是也存在传播损耗大、信号绕射/反射能力差等问题，网络质量差、用户体验不佳。

（2）超密集组网要求下存在一些技术难题：基于5G 低频段频率资源不足、高频段组网覆盖效果不佳的情况，超密集组网技术被提出，其采用异构网（HetNet）实现系统容量的提升，典型应用场景如表2所示。4G 时代下，由于对超密集组网需求不迫切、X2 接口能力受限，异构化网络并未真正实现，预计将在5G 网络中广泛运用。

4.2 5G部署应对策略

基于 5G 商用的迫切需求，有必要对相关部署应对策略进行全面分析，下文主要就此提出相关策略。

4.2.1 认识5G 接入网新架构特殊性

基于5G无线接入重构、网络虚拟化发展，接触网设备形态改变，主要表现包括：

（1）BBU 分化为CU+DU 两个功能实体；

（2）RRU 与天线合成一体化的AAU。

同时，5G 无线接入网实现云化架构，在无线控制、感知等方面更为灵活化，不再是以基站为中心进行网络部署，而是实现了“网随人动”，可进行接入网协议定制化部署，满足不同业务场景的接入需求。基于此，必须调整传统无线网规划建设思路，严格根据5G RAN 技术特点进行提前统筹规划，保证后续建设工作顺利、高效落实。

4.2.2 提前实施C-RAN 汇聚机房规划

5G 无线接入网实现了云化，主要采用C-RAN 建设模式，根据4G 网络中局部试点情况分析显示，C-RAN 规划建设涉及因素众多，包括4G 系统技术特点、LTE TDD/FDD、NB-IoT 融合演进需求、区域运营商自有物理光纤资源、局房配套资源等，且基站调整比新建C-RAN 难度更大。

吸取4G 网络试点经验，5GC-RAN 建设需坚持“规划先行、多专业间协同、及时落地配套建设工作”，做好5G C-RAN 汇聚机房布局工作，减少后期调整；落实“4G/5G C-RAN 建设协同”工作，建有4GC-RAN 区域，尽量利用原有C-RAN 机房，其他未建设区域应落实4G/5G C-RAN 融合建设工作，4G/5G C-RAN 融合架构如图2所示。

4.2.3 落实低频段资源不足问题处理

基于上述分析可知，我国面临6 GHz 以下低频段频谱资源严重不足、高频段密集组网要求高的情况，对此需提前做好相关处理规划，主要应对策略包括：

（1）积极争取、申请6GHz 以下低频段频谱，同时规划2G/3G/4G 退频退网，做好频段频率重耕工作；

（2）引入5G 频谱增效技术措施，包括认知无线电、全时全频双工、空间调制技术等；

（3）采取gNB 基站与 eLTE 基站双连接措施，实现低频段混合组网，扩大上行覆盖面，具体如图3所示。

5 结语

综上所述，与3G/4G 网络相比，5G 网络在体系架构方面变化十分大，其采用了IT 系统云化技术，通过服务化架构、控制面与用户面分离、网络切片以及固定移动融合等技术的运用，实现了差异化业务的灵活、高效运营。为进一步实现5G 的商用化部署，必须根据根据5GRAN 技术特点做好统筹规划工作，包括C-RAN 汇聚机房、段频谱资源规划与处理，及早构筑5G 网络部署核心能力，促进我国5G 无线网顺利落地。