移动互联网主要面向以人为主体的通信,注重提供更好的用户体验。面向2020年及未来,超高清、3D和浸入式视频的流行将会驱动数据速率大幅提升。增强现实、云桌面、在线游戏等业务,不仅对上下行数据传输速率提出挑战,同时也对时延提出了“无感知”的苛刻要求。未来大量的个人和办公数据将会存储在云端,海量实时的数据交互需要可媲美光纤的传输速率,并且会在热点区域对移动通信网络造成流量压力,人们对各种应用场景下的通信体验要求也越来越高。
物联网主要面向物与物、人与物的通信,不仅涉及普通个人用户,也涵盖了大量不同类型的行业用户。智能家居、智能电网、环境监测、智能农业和智能抄表等业务需要网络支持海量设备连接和大量小数据包频发;视频监控和移动医疗等业务对传输速率提出了很高的要求;车联网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100%的可靠性。为了渗透到更多的物联网业务中, 5G应具备更强的灵活性和可扩展性,以适应海量的设备连接和多样化的用户需求。
典型业务场景
国际电信联盟 ITU 召开的 ITU-RWP5D 第 22 次会议上确定了未来的5G具有以下三大主要的应用场景:1)增强型移动宽带(eMBB);2)超高可靠与低延迟的通信(uRLLC);3)大规模机器类通信(mMTC)。MT-2020(5G)推进组从移动互联网和物联网的主要应用场景、业务需求及挑战出发,将5G主要应用场景归纳为:连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个主要技术场景,与ITU的三大应用场景基本一致。
2015年6月ITU定义了5G未来移动应用的三大应用场景为增强移动宽带(eMBB)、大规模物联网(mMTC)、高可靠低时延通信(URLLC),以及在此基础上进一步扩展了5G主要应用范围包括:智慧城市、智能家居、大规模物联网、工业自动化及远程医疗等领域。
结合5G未来的应用场景,3GPP要求未来5GNR具备以下能力:
1、 每平方公里百万终端连接数;
2、 用户面时延低至1ms;
3、 移动速度达到500km/h以上;
4、 峰值速率达到20Gbps/s;
5、 边缘用户下行平均速率达100Mbps等。
为满足多样化的业务需求,中国电信5G网络采用SA组网架构,相对于NSA组网架构,SA组网将是一张全新的5G覆盖网(全新的RAN,全新的核心网),将引入5G标准的RAN和NGC,提供5G定义的全部应用类型,比如:eMBB、uRLLC、mMTC、eV2X等业务类型。
SA组网架构使用5G的核心网NGC及5G接入网NG-RAN,gNB与AMF/UPF之间通过NG-CU接口实现控制面和用户面传输,将提供更好的服务质量。
2.3 NSA/SA
非独立组网架构是为了让运营商能够快速部署5G网的一种新型架构。非独立组网架构(NSA,None-Standalone):5G依附于4G基站工作的网络架构,5G无线网与核心网之间的NAS信令(如注册,鉴权等)通过4G基站 传递,5G无法独立工作。非独立组网包含选项3和选项7两大类别。
选项3无需部署NGC,标准完成最早,能够将NR最快速引入现网;对5G业务的支持有限,无法支持uRLLC业务;对LTE或EPC带来较大的升级; 选项7同时引入NGC和NR;LTE需要升级为eLTE,以支持NGC的相关功能,涉及改造量较大。
独立组网架构(SA,Standalone):与传统2\3\4G网络建网模式相同,均包含独立的核心网和无线接入网,独立组网包含了选项2和选项4两大类别。
选项2是最典型的独立组网架构,5G完全与4G独立,更易实现5G网络切片等相关功能;
选项4类似于选项3的升级版,4G需要升级为Elte,5G NR作为信令面锚点,4G作为副载波。
5G新空口、新业务和新频谱,华为自研自由射线追踪模型及Massive MIMO技术大规模应用,导致5G覆盖仿真和规划需求更加复杂,是运营商5G建网的主要挑战之一。根据5G精准规划需求,5G频谱咨询和洞察、5G MM站点精准规划、上下行解耦规划及如何基于4G数据规划5G网络,节省建网投资并支持后续演进,成为5G网络规划方案的关键。5G建网面临多目标、多产品形态、多组网方案选择,运营商需要选择优秀的方案,高效而低成本地构建一张网络,实现对多种业务场景下的支持,目前5G SA网络架构为5G优质的组网方案。
5G网络规划相对于4G网络将面临更多挑战。为支撑高效率、低成本的5G无线网络建设,结合智慧岛5G探索下5G网络规划。智慧岛是河南省国家大数据综合试验区核心区及先导区,以"智慧岛、基金岛、众创岛、人才岛"为理念的产融生态圈,已引进众多大数据企业。目前智慧岛已开展人工智能、自动驾驶、智慧交通等先进产业。而人工智能、自动驾驶、交通控制、远程施工、同声翻译、工业自动化等场景需要5G高速率、低时延网络,5G建设刻不容缓。
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