5G試驗(yàn)網(wǎng)配套設(shè)施技術(shù)參考

...wd......wd......wd...2018年5G試驗(yàn)網(wǎng)配套設(shè)施技術(shù)參考〔V1.0〕中國(guó)鐵塔股份2018年3月目錄一、前言1二、5G研發(fā)試驗(yàn)進(jìn)展12.1標(biāo)準(zhǔn)制定12.2頻率劃分22.3技術(shù)研發(fā)32.4試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)4三、5G基站設(shè)備變化53.1架構(gòu)變化53.2參數(shù)變化7四、配套設(shè)施實(shí)施原則84.1總體原則84.2電源配套實(shí)施原則84.3鐵塔實(shí)施原則9五、總結(jié)9前言5G將開啟萬(wàn)物廣泛互聯(lián)、人機(jī)深度交互的新時(shí)代。當(dāng)前，5G標(biāo)準(zhǔn)化和商用進(jìn)程正在加速推進(jìn)。在工信部的統(tǒng)一組織下，我國(guó)已率先完成了兩個(gè)階段的5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)關(guān)鍵能力、測(cè)試了室外覆蓋性能，有力推動(dòng)了5G研發(fā)和產(chǎn)業(yè)開展，目前技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)已進(jìn)入第三階段。2017年底，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息根基設(shè)施建設(shè)工程的通知》〔發(fā)改辦高技〔2017〕1891號(hào)〕，要求三家運(yùn)營(yíng)商開展5G規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)和典型應(yīng)用示范，拉開了我國(guó)5G加速降臨的序幕。為了做好5G網(wǎng)絡(luò)配套設(shè)施的適應(yīng)性研究，支持好三家運(yùn)營(yíng)商2018年5G規(guī)模組網(wǎng)試驗(yàn)及后續(xù)大規(guī)模商用，總部技術(shù)部編寫了《2018年5G試驗(yàn)網(wǎng)配套設(shè)施技術(shù)參考》，主要介紹了5G標(biāo)準(zhǔn)制定、5G頻率劃分和技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)的相關(guān)進(jìn)展，總結(jié)了5G基站架構(gòu)及參數(shù)變化對(duì)配套設(shè)施帶來(lái)的影響，提出了針對(duì)2018年5G規(guī)模試驗(yàn)的配套設(shè)施階段性實(shí)施原則，供各分公司參考。5G研發(fā)試驗(yàn)進(jìn)展標(biāo)準(zhǔn)制定在全球主要信息通信強(qiáng)國(guó)、運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商的合力推動(dòng)下，5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程不斷提速。2017年12月，首個(gè)非獨(dú)立組網(wǎng)〔NSA〕5G標(biāo)準(zhǔn)R15版本發(fā)布，比原方案提前了半年。NSAR15標(biāo)準(zhǔn)是5G全面商用的第一個(gè)里程碑，為設(shè)備廠商及通信芯片廠家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了根基，意味著5G產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建已經(jīng)正式啟動(dòng)。2018年6月，獨(dú)立組網(wǎng)〔SA〕版本將被繼續(xù)推出，構(gòu)成R15完整版標(biāo)準(zhǔn)，將支持eMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場(chǎng)景)和URLLC(低時(shí)延高可靠)場(chǎng)景，能夠滿足5G部署初期的商用需求。預(yù)計(jì)2019年底完成R16完整版標(biāo)準(zhǔn)，支持包含mMTC(廣域大連接)在內(nèi)的全部5G場(chǎng)景，滿足5G全業(yè)務(wù)需求。3GPP5G標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)進(jìn)展頻率劃分2017年底工信部率先發(fā)布了3000-5000MHz頻段內(nèi)的頻率使用規(guī)劃，明確將3300-3600MHz與4800-5000MHz頻段共500MHz頻率作為5G的首發(fā)頻譜，其中3300-3400MHz頻段原則上限室內(nèi)使用，為5G研發(fā)試驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)化指明了方向。同時(shí)，工信部還面向社會(huì)公開征求意見，將24.75-27.5GHz和37-42.5GHz兩個(gè)毫米波頻段規(guī)劃用于5G系統(tǒng)。由于5G采用了3.5GHz及以上高頻段進(jìn)展組網(wǎng)，傳輸損耗越大、穿透能力越弱，為實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，5G基站密度將會(huì)大大增加，未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)點(diǎn)多站密、宏微協(xié)同、上下搭配的特點(diǎn)。技術(shù)研發(fā)為更好地推動(dòng)5G成熟和商用，我國(guó)于2013年2月成立了IMT-2020〔5G〕推進(jìn)組，積極推進(jìn)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)工作。5G試驗(yàn)工作于2016年初全面啟動(dòng)，分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、技術(shù)方案驗(yàn)證和系統(tǒng)方案驗(yàn)證三個(gè)階段推進(jìn)實(shí)施。第一階段：關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證〔2016年1月-9月〕主要完成了大規(guī)模陣列天線、超密集組網(wǎng)、新型多址、新型編碼、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。第二階段：技術(shù)方案驗(yàn)證〔2016年6月-2017年9月〕在北京市懷柔區(qū)建設(shè)5G試驗(yàn)外場(chǎng)，組織運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備、芯片、儀表企業(yè)開展了系統(tǒng)技術(shù)方案測(cè)試，主要完成了連續(xù)廣覆蓋場(chǎng)景、低時(shí)延高可靠場(chǎng)景、低功耗大連接場(chǎng)景、高容量〔低頻〕熱點(diǎn)區(qū)域、高容量〔高頻〕熱點(diǎn)區(qū)域及上下頻混合場(chǎng)景共六種典型應(yīng)用場(chǎng)景測(cè)試和5G核心網(wǎng)功能測(cè)試。第三階段：系統(tǒng)方案驗(yàn)證〔2017年Q3-2019年初〕主要開展單系統(tǒng)、單終端、組網(wǎng)和互操作等測(cè)試，推動(dòng)產(chǎn)品成熟和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作；開展5G典型應(yīng)用融合試驗(yàn)和驗(yàn)證評(píng)估R16等新功能新特性，為5G規(guī)模試驗(yàn)全面展開奠定根基。我國(guó)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)總體推進(jìn)情況試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)2017年11月28日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息根基設(shè)施建設(shè)工程的通知》，要求三家運(yùn)營(yíng)商在不少于5個(gè)城市開展5G規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)及業(yè)務(wù)應(yīng)用示范。目前三家運(yùn)營(yíng)商正在編制詳細(xì)的試驗(yàn)網(wǎng)方案。5G基站設(shè)備變化3.1架構(gòu)變化5G基站架構(gòu)相對(duì)于4G發(fā)生了很大的變化，將由4GBBU、RRU兩級(jí)構(gòu)造演進(jìn)到CU、DU和RRU/AAU三級(jí)構(gòu)造，如圖3所示。5GRAN功能模塊重構(gòu)示意圖CU〔CentralizedUnit，集中單元〕是原BBU的非實(shí)時(shí)局局部割出來(lái)的局部，處理非實(shí)時(shí)協(xié)議和服務(wù)。DU〔DistributeUnit，分布式單元〕是負(fù)責(zé)處理物理層協(xié)議和實(shí)時(shí)服務(wù)，考慮節(jié)省RRU與DU之間的傳輸資源，局部物理層功能可上移至RRU。MassiveMIMO是5G的關(guān)鍵技術(shù)之一，MassiveMIMO天線相對(duì)于傳統(tǒng)基站天線，最顯著的特征就是通道數(shù)量增多，通常為16T16R、32T32R、64T64R及以上，用于校園、商業(yè)區(qū)等高容量場(chǎng)景。MassiveMIMO天線通常與RRU合設(shè)，即天線與射頻單元融合的AAU〔ActiveAntennaUnit,有源天線處理單元〕，如圖4所示。與傳統(tǒng)別離方案相比，AAU方案提高了天饋系統(tǒng)集成度、減少了饋線損耗、降低了站點(diǎn)負(fù)荷。對(duì)于容量需求較低、通道數(shù)量較少的情況，也可采用天線與RRU別離的方案。傳統(tǒng)方案AAU方案?jìng)鹘y(tǒng)方案和AAU方案比照在具體設(shè)備形態(tài)上，CU、DU、RRU/AAU可別離，也可集中?？紤]到傳輸條件、運(yùn)維難度、應(yīng)用場(chǎng)景等因素，未來(lái)5G基站設(shè)備將主要存在三種設(shè)備形態(tài)：CU和DU合設(shè)+RRU/AAU、CU+DU+RRU/AAU、一體化NR。在實(shí)際部署中，如圖5所示。在2018年5G試驗(yàn)網(wǎng)，三家運(yùn)營(yíng)商將主要采用“CU和DU合設(shè)+AAU〞的MassiveMIMO基站；在5G網(wǎng)絡(luò)部署初期，也將主要采用“CU和DU合設(shè)+RRU/AAU〞的設(shè)備方案。5G基站部署方案3.2參數(shù)變化目前，華為、中興、諾基亞貝爾、愛立信、大唐5個(gè)基站設(shè)備廠家均已推出符合3GPPR15版本的“CU和DU合設(shè)+AAU〞形態(tài)的MassiveMIMO基站，支持3.5GHz〔3400-3600MHz〕頻段，現(xiàn)階段的設(shè)備具體參數(shù)如表1。基站設(shè)備參數(shù)比照表廠家BBUAAU功耗〔W〕規(guī)格尺寸〔mm〕重量〔kg〕功耗〔W〕華為140064T64R860×395×190401150中興390064T64R799×399×161451900諾基亞貝爾166064T64R900×480×144401500大唐185064T64R895×490×142471700愛立信170064T64R520×978×150431200設(shè)備功耗大幅提升。4G基站BBU功耗約為250W、RRU功耗約為350W，5GMassiveMIMO基站收發(fā)單元增加、處理能力增強(qiáng)，設(shè)備功耗也大幅提升至千瓦級(jí)，將對(duì)高容量站點(diǎn)的電源配套設(shè)施帶來(lái)一定影響。體積減小重量增加。5GMassiveMIMO基站AAU頻段更高、收發(fā)單元更多，與4G基站RRU+天線相比，擋風(fēng)面積略有減小、重量略有增加〔詳見表2〕，不會(huì)對(duì)現(xiàn)有塔型設(shè)計(jì)、鐵塔承載造成額外的影響。主要的影響表達(dá)在5GMassiveMIMO基站AAU采用RRU和天線一體化設(shè)計(jì)，不能與現(xiàn)有站點(diǎn)上的2/3/4G頻段共天線，對(duì)局部共享需求旺盛的站點(diǎn)，會(huì)加劇天面資源緊張的局面。典型基站尺寸重量比照表類型主流天線體積尺寸〔mm〕天線重量(Kg)天線擋風(fēng)面積〔㎡)RRU體積尺寸〔mm〕RRU重量(Kg)RRU擋風(fēng)面積〔㎡)合計(jì)重量(Kg)合計(jì)擋風(fēng)面積〔㎡)移動(dòng)4G1285×309×130120.397400×300×100120.120240.5171650×320×145220.528340.648聯(lián)通4G1310×380×6516.50.497400×300×100140.12021.50.6171310×265×8614.50.34728.50.467電信4G1310×265×8614.50.347400×300×100140.12028.50.4671515×265×14519.20.40133.20.5215GAAU體積尺寸(mm)：895×490×142，重量(Kg)：47470.438配套設(shè)施實(shí)施原則4.1總體原則2018年三家運(yùn)營(yíng)商建設(shè)的5G試驗(yàn)網(wǎng)，將主要采用3.5GHz頻段的MassiveMIMO基站，試驗(yàn)網(wǎng)與商用網(wǎng)不同，不開放給公眾使用，試驗(yàn)完成后可能會(huì)撤除，具有臨時(shí)性和保障需求不高的特點(diǎn)。因此，對(duì)于2018年5G試驗(yàn)網(wǎng)應(yīng)主要采用存量站點(diǎn)滿足，能共享的不新建、能利舊的不擴(kuò)容。4.2電源配套實(shí)施原則應(yīng)與運(yùn)營(yíng)商溝通確認(rèn)通信設(shè)備實(shí)際用電需求，根據(jù)實(shí)際需求核算站點(diǎn)市電、電源、電池、空調(diào)容量，試驗(yàn)網(wǎng)階段應(yīng)盡量共享存量站點(diǎn)及站內(nèi)電源配套設(shè)備。如站點(diǎn)確定需要進(jìn)展擴(kuò)容改造，應(yīng)適當(dāng)考慮共享預(yù)期及開展預(yù)留，市電擴(kuò)容時(shí)應(yīng)至少滿足2家共享需求。4.3鐵塔實(shí)施原則當(dāng)存量鐵塔的平臺(tái)或抱桿留有掛載空間時(shí)，可直接加掛5G設(shè)