5G试验网配套设施技术参考

...wd......wd......wd...2018年5G试验网配套设施技术参考〔V1.0〕中国铁塔股份2018年3月目录一、前言1二、5G研发试验进展12.1标准制定12.2频率划分22.3技术研发32.4试验网建设4三、5G基站设备变化53.1架构变化53.2参数变化7四、配套设施实施原则84.1总体原则84.2电源配套实施原则84.3铁塔实施原则9五、总结9前言5G将开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代。当前，5G标准化和商用进程正在加速推进。在工信部的统一组织下，我国已率先完成了两个阶段的5G技术研发试验，验证了系统关键能力、测试了室外覆盖性能，有力推动了5G研发和产业开展，目前技术研发试验已进入第三阶段。2017年底，国家发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息根基设施建设工程的通知》〔发改办高技〔2017〕1891号〕，要求三家运营商开展5G规模组网建设和典型应用示范，拉开了我国5G加速降临的序幕。为了做好5G网络配套设施的适应性研究，支持好三家运营商2018年5G规模组网试验及后续大规模商用，总部技术部编写了《2018年5G试验网配套设施技术参考》，主要介绍了5G标准制定、5G频率划分和技术研发试验的相关进展，总结了5G基站架构及参数变化对配套设施带来的影响，提出了针对2018年5G规模试验的配套设施阶段性实施原则，供各分公司参考。5G研发试验进展标准制定在全球主要信息通信强国、运营商、设备商的合力推动下，5G标准化进程不断提速。2017年12月，首个非独立组网〔NSA〕5G标准R15版本发布，比原方案提前了半年。NSAR15标准是5G全面商用的第一个里程碑，为设备厂商及通信芯片厂家的产品设计和开发提供了根基，意味着5G产业链的构建已经正式启动。2018年6月，独立组网〔SA〕版本将被继续推出，构成R15完整版标准，将支持eMBB(增强型移动宽带场景)和URLLC(低时延高可靠)场景，能够满足5G部署初期的商用需求。预计2019年底完成R16完整版标准，支持包含mMTC(广域大连接)在内的全部5G场景，满足5G全业务需求。3GPP5G标准推进进展频率划分2017年底工信部率先发布了3000-5000MHz频段内的频率使用规划，明确将3300-3600MHz与4800-5000MHz频段共500MHz频率作为5G的首发频谱，其中3300-3400MHz频段原则上限室内使用，为5G研发试验和产业化指明了方向。同时，工信部还面向社会公开征求意见，将24.75-27.5GHz和37-42.5GHz两个毫米波频段规划用于5G系统。由于5G采用了3.5GHz及以上高频段进展组网，传输损耗越大、穿透能力越弱，为实现连续覆盖，5G基站密度将会大大增加，未来5G网络将呈现点多站密、宏微协同、上下搭配的特点。技术研发为更好地推动5G成熟和商用，我国于2013年2月成立了IMT-2020〔5G〕推进组，积极推进5G技术研发试验工作。5G试验工作于2016年初全面启动，分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段推进实施。第一阶段：关键技术验证〔2016年1月-9月〕主要完成了大规模阵列天线、超密集组网、新型多址、新型编码、网络切片、边缘计算等关键技术验证。第二阶段：技术方案验证〔2016年6月-2017年9月〕在北京市怀柔区建设5G试验外场，组织运营商、设备、芯片、仪表企业开展了系统技术方案测试，主要完成了连续广覆盖场景、低时延高可靠场景、低功耗大连接场景、高容量〔低频〕热点区域、高容量〔高频〕热点区域及上下频混合场景共六种典型应用场景测试和5G核心网功能测试。第三阶段：系统方案验证〔2017年Q3-2019年初〕主要开展单系统、单终端、组网和互操作等测试，推动产品成熟和产业链协作；开展5G典型应用融合试验和验证评估R16等新功能新特性，为5G规模试验全面展开奠定根基。我国5G技术研发试验总体推进情况试验网建设2017年11月28日，国家发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息根基设施建设工程的通知》，要求三家运营商在不少于5个城市开展5G规模组网建设及业务应用示范。目前三家运营商正在编制详细的试验网方案。5G基站设备变化3.1架构变化5G基站架构相对于4G发生了很大的变化，将由4GBBU、RRU两级构造演进到CU、DU和RRU/AAU三级构造，如图3所示。5GRAN功能模块重构示意图CU〔CentralizedUnit，集中单元〕是原BBU的非实时局局部割出来的局部，处理非实时协议和服务。DU〔DistributeUnit，分布式单元〕是负责处理物理层协议和实时服务，考虑节省RRU与DU之间的传输资源，局部物理层功能可上移至RRU。MassiveMIMO是5G的关键技术之一，MassiveMIMO天线相对于传统基站天线，最显著的特征就是通道数量增多，通常为16T16R、32T32R、64T64R及以上，用于校园、商业区等高容量场景。MassiveMIMO天线通常与RRU合设，即天线与射频单元融合的AAU〔ActiveAntennaUnit,有源天线处理单元〕，如图4所示。与传统别离方案相比，AAU方案提高了天馈系统集成度、减少了馈线损耗、降低了站点负荷。对于容量需求较低、通道数量较少的情况，也可采用天线与RRU别离的方案。传统方案AAU方案传统方案和AAU方案比照在具体设备形态上，CU、DU、RRU/AAU可别离，也可集中。考虑到传输条件、运维难度、应用场景等因素，未来5G基站设备将主要存在三种设备形态：CU和DU合设+RRU/AAU、CU+DU+RRU/AAU、一体化NR。在实际部署中，如图5所示。在2018年5G试验网，三家运营商将主要采用“CU和DU合设+AAU〞的MassiveMIMO基站；在5G网络部署初期，也将主要采用“CU和DU合设+RRU/AAU〞的设备方案。5G基站部署方案3.2参数变化目前，华为、中兴、诺基亚贝尔、爱立信、大唐5个基站设备厂家均已推出符合3GPPR15版本的“CU和DU合设+AAU〞形态的MassiveMIMO基站，支持3.5GHz〔3400-3600MHz〕频段，现阶段的设备具体参数如表1。基站设备参数比照表厂家BBUAAU功耗〔W〕规格尺寸〔mm〕重量〔kg〕功耗〔W〕华为140064T64R860×395×190401150中兴390064T64R799×399×161451900诺基亚贝尔166064T64R900×480×144401500大唐185064T64R895×490×142471700爱立信170064T64R520×978×150431200设备功耗大幅提升。4G基站BBU功耗约为250W、RRU功耗约为350W，5GMassiveMIMO基站收发单元增加、处理能力增强，设备功耗也大幅提升至千瓦级，将对高容量站点的电源配套设施带来一定影响。体积减小重量增加。5GMassiveMIMO基站AAU频段更高、收发单元更多，与4G基站RRU+天线相比，挡风面积略有减小、重量略有增加〔详见表2〕，不会对现有塔型设计、铁塔承载造成额外的影响。主要的影响表达在5GMassiveMIMO基站AAU采用RRU和天线一体化设计，不能与现有站点上的2/3/4G频段共天线，对局部共享需求旺盛的站点，会加剧天面资源紧张的局面。典型基站尺寸重量比照表类型主流天线体积尺寸〔mm〕天线重量(Kg)天线挡风面积〔㎡)RRU体积尺寸〔mm〕RRU重量(Kg)RRU挡风面积〔㎡)合计重量(Kg)合计挡风面积〔㎡)移动4G1285×309×130120.397400×300×100120.120240.5171650×320×145220.528340.648联通4G1310×380×6516.50.497400×300×100140.12021.50.6171310×265×8614.50.34728.50.467电信4G1310×265×8614.50.347400×300×100140.12028.50.4671515×265×14519.20.40133.20.5215GAAU体积尺寸(mm)：895×490×142，重量(Kg)：47470.438配套设施实施原则4.1总体原则2018年三家运营商建设的5G试验网，将主要采用3.5GHz频段的MassiveMIMO基站，试验网与商用网不同，不开放给公众使用，试验完成后可能会撤除，具有临时性和保障需求不高的特点。因此，对于2018年5G试验网应主要采用存量站点满足，能共享的不新建、能利旧的不扩容。4.2电源配套实施原则应与运营商沟通确认通信设备实际用电需求，根据实际需求核算站点市电、电源、电池、空调容量，试验网阶段应尽量共享存量站点及站内电源配套设备。如站点确定需要进展扩容改造，应适当考虑共享预期及开展预留，市电扩容时应至少满足2家共享需求。4.3铁塔实施原则当存量铁塔的平台或抱杆留有挂载空间时，可直接加挂5G设