5g移动通信采用的技术有哪些,5g移动通信技术的特点及优点

首页 > 科技 > 作者:YD1662023-07-03 10:02:09

2. 5G的组网及覆盖

2.1 国内频谱分配

国内的5G频谱分配结果已出,应该也是根据运营商现状评估过之后的结果。下图绿色部分为这次分配的频谱,电信和联通各分得100MHz,移动分得260MHz。

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1)中国联通和中国电信获得3.5GHz附近国际主流的5G频段,具有如下特点:

2)中国移动获得2.6 4.9GHz组合频谱,具有如下特点:

3)可以看到给中国移动分配的频段一共是260MHz,但是由于此次分配的2515-2675MHz包含之前4G在该频段上的范围,去除之前4G分配过的,本次分配实际新增频谱是200MHz。

中国移动在2.6GHz(2575MHz~2635MHz)上本来就有大量的TD-LTE设备,在5G建设中也将会有速度优势。尤其是借助原有设备的升级改造,可以加大5G的覆盖能力,但2.6GHz目前并非主流的5G频谱,因此在产业链上会需要移动花更多的功夫来培育。

3.5GHz是国内的主流频谱,该频段上的产业链相对更加成熟,因此也是运营商争夺的焦点。

2.2 热点覆盖or连续覆盖?

2.6GHz具备室外连续覆盖的可行性,但是其上行覆盖受限于终端能力及功率等,上行覆盖能力较弱。上行覆盖相对于1800MHz相差4dB,相对于800MHz更是相差10dB以上。无线信号在自由空间中的传播损耗遵循一定的规律,频谱越高,传播损耗更大,传播的距离更短。其实连续覆盖还是热点区域覆盖,主要涉及到的是投资成本的问题,以及投资回报比,因为传播损耗越高也就意味着基站要建的更密集,成本随之大大增高,中国移动分配到的频段更低,具有更大的连续覆盖的可能性。

据保守估计,5G基站(宏基站)数量将会是先有4G基站数量的1.2~1.5倍。由于5G网络运行于较高频段,传统宏基站的穿透能力减弱,因此小基站或室内分布式系统基站会成为很大的补充,比如在一些热点的室内、商场、场馆、地下停车场等部署分布式系统来弥补。

2.3 SAor NSA?

首先解释一下SA和NSA。非独立组网(Non-Standalone,NSA),独立组网(Standalone, SA)。

其实这个概念很容易理解,如下图所示。从4G升级到5G,有两大种方案可选,财大气粗的可以选择完全独立建设一套5G核心网和5G基站。而一些实力没那么雄厚的,可以考虑过度一下,复用现有的4G核心网,享受5G基站带来空口新特性,空口速率会有所提升,但是无法使用5G核心网的一些诸如网络切片之类的新特性。

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因为国外还是有很多的运营商财力不是很雄厚,4G的成本还没收回,又要铺设这么大一张网,实在是有心无力。因此3GPP为了让大家能在5G愉快的玩耍,也提供了各种NSA的升级套餐供各家选择。因为5G的空口速率上去了后,4G原有基站可能支撑不了这么大的速率,可能会面临一些改造。

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NSA由于其5G空口载波只承载用户数据,系统级的业务控制仍要依赖4G网络,是在现有的4G网络上增加新型在播来进行扩容。因为仍是依赖4G系统的核心网与控制面,非独立组网架构无法充分发挥5G系统低时延的技术特点,也无法通过网络切片、移动边缘计算等特性实现对多样化业务需求的灵活支持。

从全球看,大部分的运营商在初期阶段选择了NSA,这样部署起来比较快,但是这个只能满足5G三大场景中的增强移动宽带部分,还无法满足低时延高可靠和海量大连接场景。另外5G的NSA标准close的比较早,SA标准还在进行中,因此一些现有的5G终端芯片是只支持NSA的,如果只是从带宽的角度来考虑,手机仅支持NSA也问题不大。

2.4 超密集组网(UDN)

5G里在一些热点的区域具备高密集组网能力,比如与大麦业务比较贴近的大型场馆演出赛事时,会是一个超密集组网的场景。在热点高容量密集场景下,无线环境复杂且干扰多变,基站的超密集组网可以在一定程度上提高系统的频谱效率,并通过快速资源调度可以快速进行无线资源调配,提高系统无线资源利用率和频谱效率,但同时也带来了许多问题。

高密度的无线接入站点共存可能带来严重的系统干扰问题;高密度站点会使小区间切换将更加频繁,会使信令消耗量大幅度激增,用户业务服务质量下降;为了实现低功率小基站的快速灵活部署,要求具备小基站即插即用能力,具体包括自主回传、自动配置和管理等功能。

解决这些问题的关键技术有:

1)多连接技术,多连接技术的主要目的在于实现UE (用户终端)与宏微多个无线网络节点的同时连接。在双连接模式下,宏基站作为双连接模式的主基站,提供集中统一的控制面;微基站作为双连接的辅基站,只提供用户面的数据承载。辅基站不提供与UE 的控制面连接,仅在主基站中存在对应UE 的RRC(无线资源控制)实体。

2)无线回传技术,在现有网络架构中,基站与基站之间很难做到快速、高效、低时延的横向通信,基站不能实现理想的即插即用。为了提高节点部署的灵活性,降低部署成本,利用与接入链路相同的频谱和技术进行无线回传传输能解决这一问题。在无线回传方式中,无线资源不仅为终端服务,还为节点提供中继服务。

3)小小区动态调整,频谱利用率最大化。对于展会或者球赛这种突发性质的集会和赛事,其话务波动特性比较明显,用户群体网络分享行为较为普遍,因此对上行容量要求较高。对于相对封闭的室内场馆区域,需要根据实时话务的情况实现动态UL/DL子帧配比调整比如调整为上行占优的配置以满足上行视频回传类需求。具体来说,电影音乐等大数据下载这类对下行资源需求较高的场景,需要扩充更多的下行资源用于传输,比如从D/U从3:1调整为8:1;大型会议实况直播,视频或音频内容上传,则对上行资源存在极大的需求,比如从D/U从3:1调整为1:3。再有,业务类型趋同的用户群体通常是分簇形式,甚至是以小区单元存在的,即在部署区域,当一段时间内用户业务需求统计体现一个稳定而明显的特征,比如对上行业务需求量增加,那么需要对此区域的小区进行统一的时隙调整。

复杂多样的场景下的通信体验要求越来越高,为了满足用户能在大型集会、露天集会、演唱会的超密集场景下获得一致的业务体验5G无线网络需要支持1000倍的容量增益,以及1000亿针对这种未来热点高容量的场景,UDN(超密集组网)通过增加基站部署密度,可以实现系统频率复用效率和网络容量的巨大提升,将成为热点高容量场景的关键解决方案。不久的将来,超高清、3D和沉浸式视频的流行会使得数据速率大幅提升,大量个人数据和办公数据存储在云端,海量实时的数据交互需要可以媲美光纤的传输速率。

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