中国联通5G-NR 900MHz基站设备技术白皮书(2022)
1、引言
基站設備能力演進規劃一直都是運營商網絡建設的重中之重。基站設備能力演進要兼顧無線網絡建設的實際需求以及無線新技術發展方向,立足當下、面向未來,基站設備能力不僅要適應運營商當前的業務發展需求,還需要面向未來可能出現的網絡部署場景與業務需求,提前布局新能力、新功能,打造一張高效、彈性、綠色的5G精品網。
本白皮書基于中國聯通5G網絡未來發展需求,面向900MHz重耕部署場景,規劃了NR900MHz基站設備的硬件能力要求、軟件功能要求以及設備演進需求,旨在為產業在技術發展、技術引入規劃和產品方案設計等方面提供參考和指引,誠邀業界合作伙伴積極響應中國聯通NR900MHz基站設備發展規劃,以建設業界領先5G精品低頻網絡為共同目標,加快新技術、新設備研發,更好的滿足5G網絡發展需求。
2、5G網絡現狀與挑戰
2.1 中國聯通5G網絡現狀與目標
2019年9月9日,中國聯通與中國電信雙方共同簽署《5G網絡共建共享框架合作協議書》,約定在5G全生命周期、全網范圍內共建共享一張5G精品網。在共建共享模式下,5G建設速度翻倍、覆蓋翻倍、帶寬翻倍、容量翻倍、速率翻倍,大幅提升網絡效能、投資效能。首創了200M共享的全球最高2.7G的峰值體驗速率。
隨著5G共建共享模式持續深化,經過兩年多的5G網絡建設,2021年底共建共享5G基站規模已達到69萬,實現全國所有城市、縣城以及重點鄉鎮的5G網絡覆蓋。預計到2022年年底,在用5G基站將超過99萬站,完成重點行政村、鄉鎮5G連續覆蓋,人口覆蓋率達90%。2022年到2025年實現行政村及以上5G網絡連續覆蓋,人口覆蓋率達99%。中國聯通將持續推進4/5G協同,推進中低頻重耕,促進頻率共享。3.5GHz/2.1GHz在重點鄉鎮及以上區域實現連續覆蓋,熱點區域發揮3.5G200M/300M大帶寬優勢。900MHz/800MHz低頻重耕用于5G基礎覆蓋(兼顧NB-IoT等物聯網業務)。1.8GHz近期仍為4G容量層,遠期逐步重耕用于5G。室內覆蓋高價值場景如高校、交通樞紐、地鐵等以3.5G為主,中低價值場景以2.1G為主。
2.2 5G網絡建設面臨的挑戰
5G通信系統設計指標與4G網絡相比,各項性能指標大幅提高,5G基站設備單站處理能力比4G基站設備能力提升了幾十倍甚至上百倍。隨著5G網絡的建設逐步深入,建議一張5G精品網將面臨新挑戰。
●業務需求場景化
業務需求呈現場景化特點,不同地域,不同區域,不同場景對于業務需求差異比較大,如何根據業務需求匹配5G網絡建設方案是建設一張高效的5G網絡所面臨的新挑戰。尤其是為了滿足垂直行業的定制化、差異化服務,需要制定一套以業務需求為出發點的定制化5G網絡建設方案,需要支持網絡切片的定制,并配合更靈活的空口資源管理功能。
●網絡組網復雜化
5G時代將出現2G/3G/4G/5G多制式網絡共存的情況,網元數量倍增,5G網絡的部署需要考慮與現有2G/3G/4G網絡之間的互操作和4G網元的升級改造等問題。存量網絡的臃腫必然帶來網絡的高能耗,并難以實現業務與網絡的最優匹配。因此如何淘汰高耗能,低效能的老舊設備和低制式網絡(2G/3G),優化整合存量網絡,提升存量網絡服務效能也是5G網絡建設面臨的新挑戰。
●5G服務泛在化
隨著5G建設不斷深化,5G的覆蓋區域在不斷的擴大,用戶對于5G服務泛在性的需求也越來越強烈。面臨著5G建設的CAPEX與OPEX成本的居高不下,如何低成本建設一個滿足基本業務需求的5G泛在網絡是目前5G網絡建設面臨的新挑戰。共建共享和低頻重耕是運營商能夠運用的最強力的手段。
3、NR900MHz基站設備硬件能力
3.1 設備架構
從設備架構角度,5G宏基站可分為CU/DU一體化、CU/DU分離兩種類型。CU、DU是5G基站設備的兩個邏輯模塊,二者共同完成5G協議的全部功能。CU負責RRC/SDAP/PDCP層基帶協議處理,并提供與核心網、網管等設備之間的接口,DU完成RLC/MAC/PHY協議以及部分射頻處理功能,并提供與射頻單元之間的前傳接口(如eCPRI接口),CU與DU之間通過F1邏輯接口交互信令和用戶數據。
CU/DU分離架構的5G宏基站由CU設備、DU設備、AAU或者RRU+天線設備構成。CU設備可基于通用硬件平臺實現,支持軟件與硬件解耦。CU/DU一體化架構的5G宏基站主由BBU、AAU或者RRU+天線設備構成。目前5G900MHz宏基站都采用該架構。
3.2 NR900MHz RRU硬件能力
900MHz RRU設備主要用于低頻打底網絡部署,提供5G網絡的廣覆蓋與深度覆蓋能力。通過800MHz頻段與900MHz低頻頻譜資源整合,可以更加有效的發揮低頻覆蓋能力強的優勢,提升網絡性能。為滿足共建共享網絡部署需求,低頻設備包括900MHz單頻RRU與800/900MHz雙頻RRU兩種形態的設備,且設備支持NR、LTE、NB-LTE、WCDMA多種制式的并發能力,滿足多制式網絡并存的組網場景需求。RRU設備通過CPRI接口與BBU設備互連,為了滿足RRU支持至少1個10GCPRI光接口,同時具備支持25G光模塊的能力,支持CPRI接口壓縮算法。設備能在環境溫度:-40℃~+55℃,相對濕度:5%~100%環境條件下長期穩定可靠地工作,滿足環境要求和可靠性要求,
1)NR900MHz RRU
900MHz RRU設備支持889-915MHz/934-960MHz工作頻段,瞬時工作帶寬不小于26MHz。支持5、10、15、20MHz等不同載波帶寬,且支持多載波能力。RRU通道數支持4T4R,機頂最大輸出功率不小于4×60W。
2)NR800/900MHz RRU
800/900MHz RRU支持支持824-835MHz/869-880MHz和889-915MHz/934-960MHz工作頻段,800MHz頻段的瞬時工作帶寬不小于11MHz,900MHz頻段的瞬時工作帶寬不小于26MHz。在900MHz頻段NR模式支持5、10、15、20MHz等不同載波帶寬,且支持多載波能力。在800MHz頻段NR模式支持5、10MHz載波帶寬,且支持多載波能力。RRU通道數支持4T4R,支持機頂最大輸出功率不小于4×80W,每個頻段獲得的最大功率不低于4×80W。
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總結
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