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文档简介
1、3G时代的空口核心技术是 CDMA,4G的空口核心技术是 OFDM,5G新空口与以往就不同, 在于:新的波形,新的多址方式,新的编码方式等。例如波形,基础波形的设计是实现统一空口的基础,同时兼顾灵活性和频谱的利用效率。虽然 还是用的OFDM,但4G的OFDM满足不了 5G时代的要求。OFDM将高速率数据通过串/并 转换调制到相互正交的子载波上去,并引入循环前缀,较好地解决了令人头疼的码间串扰问题。 未来,不同的应用对空口技术的要求迥异,例如毫秒级时延的车联网业务要求极短的时域 Symbol和TTI,这就需要频域较宽的子载波间隔。F-OFDM能为不同业务提供不同的子载波间隔和Numerology
2、,以满足不同业务的时频资源需OFDM 就求。此时不同带宽的子载波之间本身不再具备正交特性,需要引入保护带宽,例如需要10%的保护带宽,这样一来,F-OFDM的灵活性是保证了,频谱利用率会不会降低?正 所谓鱼与熊掌不可兼得,灵活性与系统开销一向是一对矛盾。但是,F-OFDM通过优化滤波器 的设计大大降低了带外泄露,不同子带之间的保护带开销可以降至1%左右,不仅大大提升了频谱的利用效率,也为将来利用碎片化的频谱提供了可能。上线数据信道还可以具备 CP-OFDM或DFT-s-OFDM的方式,具体可以参阅 5G标准。NSA 禾n SA就是5G独立组网和非独立组网(不是 NASA啊,哈哈)这里有一个误区
3、,认为 5G独立组网就是一个单独的新网络,以往的基站、手机全部都要换, 其实,就算是独立组网,5G标准中也定义了协同4G的方案,4G和5G网络在挺多年会共存, 而手机制造商,未来制造的 5G手机,也必定是会同时支持 5G和4G网络的。NG-RAN就是5G的无线接入网,还有下面几个基础概念gNB :向UE提供NR用户面和控制面协议终端的节点,并且经由NG接口连接到5GC。NG接口连接到NG-eNB :向UE提供E-UTRA用户面和控制面协议终端的节点,并且经由5GC。今年6月,3GPP宣布5G独立组网(SA)标准正式冻结。我国5G建设到底采用最 新冻结的SA架构,还是早在2017年12月就已冻结
4、的非独立组网 (NSA)架构, 引发市场热议。NSA or SA市场分歧较大,SA无疑将是主流部署方式5G的网络架构包含有独立的SA和与4G网络相结合的NSA两种:独立组网模式(SA):指的是新建5G网络,包括新基站、回程链路以及核心网。SA引入了全新网元与接口的同时,还将大规模采用网络虚拟化、软件定义网络等新技术, 并与5GNR结合,同时其协议开发、网络规划部署及互通互操作所面临的技术挑战将 超越3G和4G系统。5G网网络传NSA)非独立组网模式(NSA):非独立组网指的是使用现有的4G基础设施,进行 络的部署。基于NSA架构的5G载波仅承载用户数据,其控制信令仍通过 4G 输。运营商可根据
5、业务需求确定升级站点和区域,不一定需要完整的连片覆盖。近来,关于国内5G建网是会采用独立组网模式(SA)还是非独立组网模式( 引发了市场的热议。.NSA的优势在哪儿?SA架构相比较而言更为简单,而 NSA架构则略为复杂。相较SA,NSA的优势主要 包括:1)借助目前成熟的4G网络扩大5G覆盖范围。由于手机终端发射功率有限,所以5G 网络的覆盖范围主要受限于上行(即手机发送信号到基站),那么通过与 4G联合组 网的方式(NSA)可以实现5G单站覆盖范围的扩大;2)NSA标准更早结束,产品更成熟。NSA相较SA标准更为提前,产品路标也相应 的提早成熟。当前我国5G推进组也已经基本完成了 NSA的大
6、部分测试工作; 3)无需建设新的核心网。NSA组网下,5G基站将利用现有4G核心网,省去5G核 心网络的建设。.相较SA,NSA架构也有如下劣势1)仍必须改动4G现网。如上所述,NSA是4G网络和5G网络融合的组网方式,所 以势必涉及到对4G现网的升级改造(包括无线和核心网);同时 5G NR应用频段更 高,覆盖范围更小,现有4G网络密度无法满足5G覆盖。2)无法调整现有设备的供应商结构。NSA组网方式下,更加依托于原有的设备投入, 采用NSA需要互操作的统一性,仍然需要采购原网厂商的设备,则运营商不能重新划 分设备厂商的投资结构。3)现网无法满足5G高可靠低时延要求。由于 NSA无需建设5G
7、新核心网,且NSA 需借助4G无线空口( NSA无线锚点在4G),但现有的4G核心网架构和4G空口却 无法满足5G对于时延和传输可靠性的要求。.NSA架构有助于快速建网,但较 SA直接建网资本开支更高连续覆盖的前提下,无论采用 SA还是NSA密集城区场景所需5G基站数量相同。考 虑到国内4G现网在密集城区的站间距已经在 300米以内,通过对5G基站在密集城 区室外场景的链路预算分析,我们认为在 4G/5G基站共站址的基础上,SA网络架构 方案即可实现5G的连续覆盖(NSA架构下,也需要5G和4G基站共站址);SA基站单站价格更有优势。由于 NSA需要5G与4G同厂商,而SA则无此要求。因 此N
8、SA架构下,运营商在采购5G基站时的议价能力势必会减弱。如果国内5G商用牌照提前发放,NSA或将成为部分运营商的先期建网选择,但最终 还是会走向SA架构。一方面,NSA为运营商快速建网提供了现实选择(产品更成熟、 无需改动核心网等优势),但由于支持增强 URLLC的5G 3GPP R16版本将在2019 年12月冻结,我们认为运营商未来如果要支持 R16,则届时运营商会逐步选择SA架 构进行组网,以便实现 5G网络对诸如自动驾驶、工业互联、远程医疗等低延时高可 靠的新应用的商用支持。基于上述现实条件下,我们假设:1)相较SA架构5G基站,采用NSA架构建网方案 的单站价格会贵30%-50%,再
9、加上4G站的改造费用,预计在相同规模下,NSA架构 的投资会比SA架构贵60%-80% ;SA架构。2)考虑到国家较高的5G建网要求,如果运营商在2019年建网开始时选择NSA架构, 预计在引入SA架构前会完成5G总建设规模的30%左右(2019-2020年),剩下的 70%建设量将选择那么相较直接采用 资规模预计会增加SA,采用先NSA后SA架构的建网方式,5G无线网络建设的总投 18%24%。(即:0+=)。结论:1)选择NSA架构可以在初期帮助运营商实现更快速的 5G建网,但后期为了实现连 续覆盖和支持全部的5G场景,未来向SA的演进势在必行;2)相比直接采用SA架构建网而言,采用先NS
10、A后SA的方式建网更快但总的资本支 出也会增加约18%-24%。2.无论采用何种网络架构,5G商用的步伐都不会放缓基于市场的争论,我们认为无论最终国内运营商采用何种网络架构,5G商用的步伐都不会放缓,建设和投资规模也不会缩水。下一步国内的工作重点将是5G频谱的划分, 以求年内实现预商用。而2019年随着终端芯片的成熟和终端品类的推出,2020年国 内5G将实现全面商用。首先,2020年实现商用的5G是中国制造2025”蓝图中的重 要一环。5G不单止是移动通信技术的增强, 也是万物互联的时代,还包括mMTC (大 规模物联网)和URLLC (低延迟通信)的应用场景。5G网络将是工业互联网、物联
11、网、人工智能等领域的基础。其次,中国力量越来越强大,必将充分利用产业规模优 势。中国通信产业链的参与企业数量越来越多,最初从几家核心设备商,到现在从运 营商到终端数十家企业;中国企业在 3GPP标准制定中的话语权已经非 4G可比,在 5G后续标准会议中将会充分利用产业规模的优势争取利益,不会因为贸易战的影响放弃发挥影响力的机会。按照我们推测,本次 5GNR第一个标准冻结后,产业链推进速 度将会大大提升。1、主设备商:预计华为、中兴从标准冻结到试商用设备出炉约需要 69个月时间,即明年Q1Q2。华为、中兴作为第一梯队中国厂商会更早实现,预测 爱立信、诺基亚则会稍晚于中国厂商。2、终端厂家:上游芯
12、片厂家研发周期也要 9个月时间,预计到明年 Q2Q3成熟。 芯片产品需要跟设备互通性测试。终端企业在芯片产品到手之后,需要一段时间调试, 预计看到量产的智能手机要到明年 Q42020年上半年。3、 CPE产品(用户驻地设备):在明年 Q3度可能会出现,但是在中国的普及率并 不高,大众主要接受的还是智能机的设备。3、NSA架构对终端带来的挑战NSA架构下5G终端的特征:同时处理 4G和5G网络数据不同于SA架构下5G终端仅需要处理5G网络的数据,NSA架构下5G终端需要同时 处理来自4G网络和5G网络的数据,因此支持 NSA架构对于5G终端的设计来说势 必会更为复杂。支持NSA架构5G网络的终端
13、在设计上面临哪些挑战呢?NSA架构下5G终端的优势:成熟更早且下行速率高首先,我们来谈谈与SA架构相比,NSA架构下5G终端的优势:1)因为NSA的标准更早冻结,因此支持 NSA架构的芯片也会更早诞生,支持 NSA 架构的手机等终端也有望更早实现商用;2)因为NSA架构下终端需要同时连接4G和5G网络,因此NSA相比SA可叠加4G 网络的速率,因此在下行(基站到终端)速率上会更具优势。但同时,因为NSA架构下, 网络的双连接,这势必会为NSA架构下5G终端的挑战:设计更复杂、器件成本提高、射频性能受影5G终端需要同时接入4G网络,因此需要支持4G和5G5G终端带来新的挑战:(以国内为例,4G频段就包括800MHz、900MHz、八4G频段),否则为了同1)由于4G的商用频段众多 等多个频段),因此除非采用定制化(即仅支持某一特定的 时顾及到不同的4G频段,支持双连接的终端在射频的设计上会非常复杂;2)为了同时满足终端的两路信号连接,需要引入双工器这一元器件(如上图2中红圈所示),因此势
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