5G小基站发展规划研究.docx

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1、O引a4G网络经历了7年大规模建设，基站数量达到450万座，才满足了全网1.TE连续覆盖的需求.而自发放5G牌照一年半以来，我国建设5G基站已达70万座，基本上是室外宏基站，解决的是室外的连续覆盖和室内浅层覆盖.5G频段相比4G频段更高、损耗更大，5G网络要达到4G网络同样的连续覆盖能力，需要更多的基站数量。加上5G网络建设和能耗成本更高,在接下来的5G室内网络建设方面，更具灵活、精准和高性价比优势的小基站被行业寄予厚望。1网络建设发展挑故1.1 网络容量面临巨大挑战2017年三大运营商不限量套餐的相继推出，加速了移动通信网络流量使用的爆发，用户每个月使用的流量成倍增长，2018年DOU是4.

2、5GB左右，2019年底则达到了9GB,今年受疫情影响，各种在线应用进一步刺激室内容量的需求.此外，更多的高清娱乐视频应用的诞生，使流量的需求持续增长.1.2 室内覆盖容量亟需提升用户流量需求持续思发，但其中80%的流量发生在室内，而这80%的流量却有70%是使用的室外宏基站来承载的，因此继续提升室内网络容量.提升室内网络吸纳用户的能力尤为关健.1.3 传统室分难以满足5G需求SG室内覆盖存在4T4R、更高频段、可视化运维等需求，这是传统室分无法解决的.虽然短期内Sub-6G也有利旧传统室分的解决方案，但这仅仅是短期内快速解决SG覆盖的方法之一，长期来看，传统室分无法支撑5G的容量问题。原有的

3、室内分布DAS系统仅支持800MHz2700MHz频段，无法兼容3.5GHz频段，因此若需支持3.5GHz频段5G系统则需要新建5G室内分布系统，这意味着4G以前的室分投资无法利旧.(2)原有大部分室内分布DAS系统仅支持单通道(IT1.R),无法实现MIMO性能，采用原有DAS系统合路5G信源接入，小区吞吐容量大打折扣，详见表1。因此，要获取大带宽的吞吐容量，则需要采用多通道的分布系统，但基于原有单通道DAS系统改造支持多通道需要付出较高的改造成本，同时工程难度也非常大.S1通道数与吞吐之间的关系配置”他也率(MbIT1.R(Nj1.流.hh1.三2T2R(下行2潦1.2ii4T4R(Ftf

4、4a.Hr2)100MO卜行425aso1700SmtUIWi12S250250100M由宽Njrs7S01SOO2.5maMj期XM1873”37S1.4 高性价比建网诉求5G的能力至少是4G的十倍以上，基站设备的处理能力也相应需增加十倍以上，这无疑将导致系统的高成本、高功耗，大大增加5G全覆盖网络建设的投资。但从过去几年的发展情况来看，流量的红利并不会带动运营商收入的显著增长，反而ARPU值在缓慢下降，这意味着从投资回报角度来看，运营商也急需兼顾性能与成本的更高性价比的建网方式，既要性能好，还要便宜的网络.1.5 垂直行业应用的需求不同垂直行业应用都有其自身的需求点，存在碎片化、匏杂化的特

5、征，很难用统一的网络部署方式满足所有差异化的客户需求，这对网络和设备均提出了新的需求.1.5.1 确定性很多敏感性应用场景（如无人驾驶、智慧医疗等）对大带宽、低时延指标的确定性要求较高，例如，带宽100MbPS的网络需要保障系统吞吐量每时每刻能够提供100MbPS,时延5ms的网络需要保障时延指标每时每刻小于5ms非确定性的网络指标将无法满足敏感性应用场景的应用需求.1.5.2 安全性很多行业对安全性的诉求明显高于运营商原来的公用网络，目提出了端到端的全网络安全要求，即要求从终端、基站、核心网到应用平台全链条是安全可信的，甚至要求数据不出厂。1.5.3 融合性随着IT网络与CT网络的融合,公有

6、云、私有云与网络的融合，需要更加灵活、敏捷、开放的网络，以及融合的服务.比如对于生产环境的改造升级，需要考虑5G网络如何与已有网络进行融合，以及如何与各种设备进行泛在化组网融合.网络建设要求速度快且成本低，以及更低的网络维护和服务成本，最终能扬带来生产成本的降低，这是工业互联网从当前的客户导入期转向市场选择期的关健所在.网络是否能够被市场选择，最终还是要看是否能真的带来用户体验的提升，带来工作效率的提升，带来生产力的提升.25G小基站及实现路径小基站作为一种亳瓦级、瓦级功率规格，容量更加柔性的基站设备，在解决纵深覆盖、容量覆盖方面更加灵活，同时又更具性价比，因此，5G时代的建网方式将是宏基站+

7、小基站的多元化模式，甚至根据不同的用户容量需求，采用更多精细化的建网方式.小基站的价值优势在5G室内应用也将迎来突破性的爆发.2.1 小基站硬件实现路径当前SG小基站主要采用86ARM通用平台结合加速卡的方案，各小基站厂家通过自研、定制或外购的方式提供满足企标和行标要求的5G小基站基带硬件.与此同时，开放数据中心委员会OTH项目组也在制定OTn服务器规范，明确设计规格、管理和环境适应性等要求，旨在形成面向5G及边缘计算的深度定制、开放标准、统一规范的服务器技术方案及产品.从技术成熟度、产品商用化程度和产业链成熟度来看，目前x86平台更具优势.86开放平台的设计理念使得其硬件平台可以非常灵活地实

8、现与边缘计算的虚拟化融合部署，也可以与云基础设施硬件共平台，从而达到减少硬件投入，降低建网成本的目的.目前通用平台基带硬件，从系统规格、功耗、性价比角度来看，更适合于具备一定容量需求的扩展型小基站应用场景.因此对于一体化小基站产品形态，仍建议采用SoC芯片解决方案.但当前SGSoC芯片方案还处于起步和发展阶段，功能和性能与主流芯片还存在较大差距，SG一体化小基站还需要等待上游产业链的成熟.2.2 小基站软件实现路径从前传接口切分方案来看，三级架构的5G扩展型小基站有多种切分方案，如Option8BaOption8xOption7-2aOption8xOption7-2BaOption7-2.O

9、ption8方案一般采用传统的CPRI协议，OPtion7-2采用eCPRI协议.目前有多个组织在推进前传接口的标准化，这将大大促进后续5G小基站的前传解耦与开放.从系统部署架构来看，5G小基站与宏基站一样，当前均采取CU/DU一体化的实现方案。隐着5G网络架构的整体演迸，未来5G小基站也可快速实现软件功能拆分，实现CU/DU硬件分离.对于基于开放平台的5G小基站，在CU/DU分阁架构下，更容易实现CU的云化.从网络管理来看，SG小基站将延续4G小基站南向接口统一的思路，在南向接口规范、南向接口数据配芭模型等方面采用统一的标准，这有利于SG小基站的统一网管，降低小基站网络管理和维护的匏杂度，提

10、升网络管理的质量和智能化水平。2.3 工程场景化适配路径2.3.1 小基站设计需考虑的工程因素5G小基站应用场景复杂多样，不同场景对频段要求、防护要求、供电要求、安装及维护要求都提出了制约条件，因此在SG小基站设计时应考虑多方面工程因素。2.3.1.1 频段要求Sub-6G频段是无线通信的黄金频段，在无线通信网发展过程中已经分配了大量的频段供2G/3G/4G/5G等无线通信网使用，目前我国的频段分配情况如表2所示.表2国内运营商瓶段分配仲川unAIfMtR1:行KbI广电700XUUWR705-TBKOU758-a8D1.z93439MHz4IXMi9001X11V949960SMjS格0IS

11、OO1.fHzUi1.t17101W%(Hz1SO5IS5(M6KGaI80CZHZ%1275S-IWMHzH30186(MHZ7电信ISWbtHi如12IW-1.,X(HzW0188GOU81.(.,i21OU1.zR1920-19K1.!Hz2110213(MH2921(XMHZ1940196XHz2130-215SMK2IOHUWCMHz8R51.91MHz11件510(KMHzUd22010202M1.iz12林q230CMHrX技232073NMHzBWt2OHz贩122S!3MK3M0MHz1电4：5SGHzWs3400TSOCMHx16O.A3OCMHzIS厂电4蟆收49496C

12、MHx三基于通信系统的多样化、无线频段的多样化以及通信网络的未来发展，在进行5G小基站设计时，应考虑以下两点：(1)不同频段的共覆盖需求：由上述频段划分可见，福个运营商所属频段差异很大，各频段损耗差异也很大，因此平台设计应保证多模多频段时不同频段信号能共覆盖。(2)频率重耕需求：目前，较低频段都已分配给2G/3G/4G使用，随若2G/3G网络的逐步退出，当前平台设计应考虑未来低频段向SG系统的频率重耕。2.3.1.2防护要求5G小基站应用场景非常丰宦,不同场景工程环境和条件都不同,因此对小基站设计提出了防护要求.(1)防水要求：5G小基站有的用在室外，有的用在地下坑道，有的用在供给水管廊，以及

13、室内空调滴漏，这些都需要做好防水措施.(2)防尘要求：工厂车间、矿山作业面、道路旁边等小基站安装位置，都存在大量的飞土扬尘，日积月累的沉积污垢会影响设备的散热、连接效果，从而导致网络故障等问迤，防尘要求应作为考虑因素之一。(3)防爆要求：制铝车间、煤矿井道、化工工厂等属于易爆区域，对应用于该类场景的小基站将提出严格的防爆要求.(4)环路保护要求：小基站部署在生产车间，会存在机械碾压、装修改造、移动频繁等特点，从而容易造成传输路由的中断，而工厂需要严格保证生产的连续性，环路保护也是高可靠运行的基本保障要求.2.3.13供电要求在室内覆盖中，5G小基站远端数量巨大且分布在不同的楼层和区间，远端的供

14、电问题也是小基站设计的重要考量因索。(1)集中供电：由于远端设备过于分散，出于对控制取电点数量和方便计费考虑，需要远端设备集中供电.(2)安全防护：在室内布线，需考虑鼠咬、短路、串电等安全问遨,对供电线路进行安全防护.(3)不间断供电：对于可靠性要求高的生产车间，需要考虑后备电源，保证不间断供电.2.3.1.4安装及维护要求安装及维护方便性也是小基站设计的重要考虑因素之一，具体要求如下：(1)安装要求：设备安装需要考虑现有环境的条件，如：空间大小、管道口径和拐弯半径、天花板承重能力、消昉隔离等。(2)维护要求：设备的设计需要考虑后期维护的方便性，如：体积重量、安装高度、上墙及拆卸、接口的联调等.2.3.2小基站工程实现路径综合上述因素，小基站工程实现路径可以分为三类：2.3.2.1 光纤型分布如图1所示是光纤型分布方式近端将基带电信号转换成数字光信号，通过光缆分布到各个楼层和区域，射频远端将光信号恢复成射频电信号，通过天线发射出去。室内型设备供电方式可采用复合光缆远程集中供电，不需要本地取电.光纤传输该类型方案的特点：(1)传输速率高：传输带宽可达IOGbPS20Gbps40Gbps,甚至更高，传输速率高，可支持多频多模大带宽系统信号传输。(2)拉远距离大：光纤损耗小，拉远距离可达1020km,满足长距图拉远需求。(3)施工简单：光缆穿线及架设比较容易，施工相对