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無線通信
2019/10/22 20:01

5G獨立組網何時實現?

DVBCN  張曉寶

當前,全球已有超過50+的運營商開始推出5G網絡,未來要在哪里進行使用5G?什么時候才能進入5G SA階段?都是很多人士關心的問題。

知名市場研究公司Dell’Oro Group的高級分析師Dave Bolan認為,從2020年開始,隨著運營商擴大5G覆蓋范圍,未來5G獨立組網才能得以更好的實現,進而eMBB、mMTC、uRLLC等場景也將得以實現。

目前的5G網絡主要采用雙連接(DC)架構啟動。DC表示用戶設備(UE)可同時連接到兩個基站。在3GPP標準中,定義了四個DC配置。(有關所有5G配置,請參見圖1)

 

選擇用于啟動今天的5G網絡的DC配置通常稱為Option 3x。在形式上,它被稱為E-UTRA-NR雙連接(EN-DC)。EN-DC配置定義為5G非獨立(5G NSA)架構。EN-DC配置依賴于4G演進分組核心(EPC)和充當主節點的錨點4G eNB基站。

此外,5G NR gNB基站與4G eNB綁定,并充當輔助節點。DC配置實際上很巧妙,結合了兩個基站的容量。通過利用現有的EPC,它使服務提供商可以更快地進入市場,因此它可于2019年而不是2020年推出。

在繼續進行下一步之前,需要研究覆蓋范圍內的情況。如今,4G LTE gNB基站處于低頻帶頻譜(<1 GHz)和中頻帶頻譜(1 GHz – 6 GHz)中。關于RF覆蓋范圍的經驗法則是,如果將頻率加倍,則半徑將僅為一半,從而導致較低頻率覆蓋范圍的四分之一。假設所有其他元素保持不變,例如空中接口和雙工,RF輸出功率,調制階數,天線技術和天線高度。當然,這些變量中的每一個都不一定與當前進入5G時的相同。在2.6 GHz和3.5 GHz的5G中頻帶頻譜中,已經部署了大規模MIMO,其中一些具有波束成形功能。這使5G覆蓋范圍超出了傳統4G部署范圍。為了在28 GHz和39 GHz的mmWave頻帶中獲得最大的5G覆蓋,使用了較低的調制。隨著服務提供商將5G推向更高的頻率,這是要記住的事情。努力將4G覆蓋與5G在更高頻率上進行匹配,無論是室外覆蓋還是室內覆蓋

與5G NSA EN-DC配置中的4G錨點相比,許多服務提供商將發現它們在5G覆蓋范圍方面受到限制。4G覆蓋率與5G覆蓋率之比將根據頻率差異而變化。一些服務提供商將能夠在與其LTE覆蓋范圍(2.6 GHz)相同的頻帶上啟動,并且不會出現相同的覆蓋問題,盡管這將限制數據吞吐量。以mmWave覆蓋范圍啟動的服務提供商在初次啟動時將具有參差不齊的5G覆蓋范圍,盡管它們將具有最高的數據吞吐量(圖2)。

 

中頻帶3.5 GHz頻帶已被提升為理想的5G頻帶,因為它更接近1800 MHz頻帶。但是根據經驗法則,兩倍的頻率會導致覆蓋范圍的四分之一,這意味著3.5 GHz頻段需要多達四倍的基站才能匹配4G覆蓋范圍。盡管可能由于大規模MIMO和波束成形而減少,但5G 3.5 GHz基站仍無法匹配4G基站的1800 MHz覆蓋范圍。這就是今天許多服務提供商發現的情況:如果他們想在2019年實現5G覆蓋范圍近似于4G的覆蓋范圍,那么他們只有一個選擇,即保留5G NSA EN-DC配置以及小區分裂。(圖3)。

 

隨著向5G核心的遷移,其他選擇將在2020年出現。除了5G SA之外,還提供了更多的雙連接配置。可以將5G NSA EN-DC配置升級為5G NSA NGEN-DC(選件7x)或5G NSA NE-DC(選件4),而不添加小區分裂,并添加5 SA(選件2)以完善覆蓋范圍。如果這些是mmWave站點,那么需要尋求極高的容量。(圖4)

 

5G核心在啟用5G單機版中扮演著關鍵角色,這使服務提供商可以完善其5G覆蓋范圍。5G核心是多路訪問邊緣計算(MEC)的主要推動者。服務提供商能夠將用戶平面功能(UPF)分配到滿足用戶較低延遲需求的位置。區域數據中心將實現10到20毫秒的延遲,邊緣和深邊緣數據中心將實現1到10毫秒的延遲。結合網絡切片,服務提供商將能夠針對不同的垂直細分定制服務,如圖5所示。

 

這些功能的啟動需要時間。從2020年開始,隨著服務提供商擴大5G覆蓋范圍,未來5G獨立組網才得以更好的實現。最終,這將使服務提供商能夠兌現5G的所有承諾:

(1)增強型移動寬帶(eMBB),在某些區域需要極高的數據速率和低延遲的通信,并且在大覆蓋范圍內需要可靠的寬帶接入

(2)海量機器類通信(大規模物聯網)(mMTC),每平方公里最多支持一百萬個設備;

(3)超可靠的低延遲通訊(URLLC);

(4)固定無線訪問(FWA)。

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