铁塔公司技术交流-5G

2017/6/2215G对铁塔公司的影响探讨2017年04月2目录目录5G概述15G对铁塔公司的影响分析35G无线关键技术245G时代铁塔公司发展策略建议35G发展的驱动力5G发展的驱动力海量的设备交互丰富的个性化服务优秀的感知体验流畅的操控体验移动互联的需求45G标准进展5G标准进展Rel14Rel15Rel1620172016201820192020R14主要开展5G系统框架和关键技术研究，计划于2017年6月冻结。R15作为第一个版本的5G标准，满足部分5G需求，计划于2018年9月冻结。R16完成全部标准化工作，满足ITU定义的需求，计划于2020年3月冻结。R14R15R16备注阶段1完成时间2016.032017.062018.12业务需求定义阶段2完成时间2016.092017.122019.06总体技术实现方案阶段3完成时间2017.032018.062019.12实现该业务在各接口定义的具体协议规范标准冻结2017.062018.092020.035我国5G的发展规划我国5G的发展规划我国5G实验分两步实施：5G技术研发实验（2016~2018）：支撑5G国标标准研制①5G关键技术验证：评估5G候选关键技术性能，推动关键技术标准共识达成。②5G技术方案验证：验证不同厂商的5G技术方案性能，制定统一的设备规范和测试规范。③5G系统验证：通过多基站高低频混合组网，评估5G系统在组网条件下的性能，并开展5G典型业务演示。5G产品研发实验（2018~2020）：基于3GPP标准的第一版本（R15），开展5G预商用测试5G关键技术验证2017201620182019202020155G技术方案验证5G系统验证5G技术研发实验5G产品研发实验65G-连接人，也连接物，基于服务的模块化设计10年待机100Mbps随时超高稳定性10-100x更多设备10000x更多业务M2M超低成本10Gbps峰值数据速率1~10ms无线时延海量机器类通信(mMTC)移动超宽带(eMBB)超高可靠低时延通信(URLLC)5G愿景5G愿景75G关键能力5G关键能力物联网密度1000x峰值速率100x时延-80%新应用导入-93%数据量1000x可靠性+90%能耗-90%移动性500km/h51ms459’s90days90min10%ofcurrent1K1M/km2100Mbps10Gbps10Gb/s/km210Tb/s/km2关键指标•10Gbps•1msRAN•5mse2e•99.999%•1M/km24G5G85G应用场景5G应用场景GB/S通信3D、超高清视频云办公和游戏AR工业自动化自动驾驶高可靠应用智慧城市智能家居语音增强移动宽带（eMBB）海量机器类通信（mMTC）超高可靠低时延通信（URLLC）9目录目录1235G演进思路5G无线关键技术5G对铁塔公司的影响分析45G时代铁塔公司发展策略建议105G无线关键技术5G无线关键技术先进编码调制D2D灵活双工全双工频谱共享MassiveMIMO超密集组网全频谱接入高级多址新型多载波115G无线关键技术-全频谱接入5G无线关键技术-全频谱接入目前，中国用于移动通信的频谱规划总量为687MHz，其中，中国移动、中国电信、中国联通的8张网络共计使用了522MHz。IMT-2020(5G)推进组预测2020年我国移动通信频谱需求总量为1350～1810MHz，我国已为IMT规划的687MHz频谱资源均属于5G可用频谱资源，因此还需要新增663～1123MHz频谱。125G无线关键技术-全频谱接入5G无线关键技术-全频谱接入5G全频谱接入涉及6GHz以下低频段和6GHz以上高频段：低频段作为核心频段，用于广覆盖；高频段作为辅助频段，用于热点区域速率和容量的提升。5G频谱组成URLLCmMTCeMBB63~63频率（GHz）覆盖小区峰值：10Gbps小区平均速率：2Gbps5GNR小区峰值：5Gbps小区平均速率：1Gbps5GNR或eLTE小区峰值：100~500Mbps小区平均速率：20~100MbpseLTEAR/VRUHD…自动驾驶工业自动化…智慧城市智能家居…高低频协同，满足多样化的5G业务需求135G无线关键技术-全频谱接入5G无线关键技术-全频谱接入低频段（6GHz以下）现有IMT频谱重耕：800MHz、900MHz频段面向NB-IOT规划新增IMT频谱：•3.3~3.4、4.4~4.5、4.8~4.99GHz：用于5G通用频段；•3.4~3.6GHz：计划于2017年完成IMT与FSS的兼容性研究和实验；•5.905~5.925GHz：用于LTEV2X实验我国5G频谱规划145G无线关键技术-全频谱接入5G无线关键技术-全频谱接入高频段（6GHz以上）我国5G频谱规划5G高频段候选频段研究范围为24.25~86GHz范围内11个频段：24.25~27.5、31.8~33.4、37~40.5、40.5~42.5、42.5~43.5、45.5~47、47~47.2、47.2~50.2、50.4~52.6、66~76、81~86GHz。室外高频5G网络将优先选取20~40GHz。根据中国5G频谱白皮书建议：24.25-27.5GHz可作为早期5G部署的“先锋”频段。155G无线关键技术-全频谱接入5G无线关键技术-全频谱接入5G频谱应用场景6GHz以下频段：用于无缝广覆盖，作为基础容量层，提供基本的用户体验速率；24.25~43.5GHz：用于满足室内和室外热点区域的速率和容量需求；45.5~86GHz：用于满足室内热点区域的速率和容量需求。场景类型室内室外微站宏站频率范围(GHz)24.25~8624.25~43.56165G关键技术-MassiveMIMO5G关键技术-MassiveMIMOMassiveMIMO技术优势当基站天线数远大于用户天线数时，各个用户的信道将趋于正交小区内同频干扰及加性噪声趋于消失，系统性能仅受限于邻区导频的复用能多维度（空域、时域、频域、极化域等）提升频谱利用效率和能量利用效率通过空间复用技术和拟制干扰技术，可进一步提高系统容量MassiveMIMO应用场景宏覆盖、高层建筑、异构网络、室内外热点、无线回传链路175G关键技术-MassiveMIMO5G关键技术-MassiveMIMO目前存在的问题导频复用引起的相邻小区间导频污染商业化的部署及成本控制对铁塔公司的影响天线单元数目的增加导致天线阵列面积的迅速增大，给基站的天线阵列的安装带来了困难，尤其是低频的宏站MasssiveMIMO天线。因此，基站塔桅建设应充分考虑后期大天线的安装调整需求。MassiveMIMO天线相对于传统基站天线或者传统一体化有源天线，其形态差异为阵列数量非常大、单元具备独立收发能力，相当于更多天线单元（128根、256根或者更多）实现同时收发数据。天线单元的尺寸与波长成正比，即与频率成反比。185G关键技术-MassiveMIMO5G关键技术-MassiveMIMO实验阶段天线尺寸3.5GHz128T128R频段：2.6GHz64T64R频段：3.5GHz64T64R频段：28GHz64T64R未来5G的天线技术趋势是256阵列以上，并与RRU一体化设备厂家支持频段（GHz）天线阵列数外形尺寸:H*W*D（mm)重量（Kg）中兴2.664T64R950*550*15040华为3.564T64R820*498*120mm35华为2864T64R500*400华为3.5128T128R2000*600195G关键技术-超密集组网5G关键技术-超密集组网通过增加低功率基站的部署密度，满足高系统容量和可靠用户速率等需求；超密集网络的特点是站间距离短，从几米（室内）到几十米（室外）不等；高频段（毫米波波段）的开发利用和波速成型技术为超密集网络部署提供技术支撑。205G关键技术-超密集组网5G关键技术-超密集组网应用场景密集街区、密集住宅、办公室、校园、公寓、大型集会、体育场、购物中心、地铁等。目前存在的问题新型的系统架构和管理方式超密集部署场景下的切换算法干扰协调与管理SON技术对铁塔公司的影响超密集网络将是宏基站加大量的微基站、超微基站等形式，利用墙面、电线杆等站址的小基站形态越来越多。今后运营商或其他类型的网络运营商需要的站址资源更多的是室内、墙边、现有建筑物附属设施等形式。铁塔公司的站址获取将是极大的挑战。密集商业区办公室地铁大型集会213.5GNR64R上行3.5GNR64T下行12dB差距LTE1.8G2R上行目前，中国5G技术研发实验第二阶段正在进行，针对5G实验样机开展单基站性能测试，频率范围3.4~3.6GHz。根据理论计算：3.5G64T64R上行覆盖相比LTE1.8G2T2R有12dB差距，实验阶段有如下2种上/下行频率设置方案：•方案1：采用上、下行均在3.5GHz部署：覆盖半径约为LTE1.8G的一半，站址数约为LTE1.8G的3~4倍。•方案2：采用上下行分离，将NR上行部署在LTE低频（800/900/1800MHz）存量频段，与L800/1800动态共享，可提升上行覆盖，达到与L1.8G基本一致。800/1800MHzNR上行建议：方案2目前尚在技术概念阶段，能否最终实现并纳入5G标准，还需持续跟踪。因此，采用方案1的可能性更大，并由此带来站址数量的成倍增长，铁塔公司需提前做好站址储备工作。5G关键技术-超密集组网-宏站5G关键技术-超密集组网-宏站22由于低频频谱资源稀缺，5G微站将使用24GHz以上高频段。高频信号在移动条件下，易受到障碍物、反射、散射体以及大气吸收等环境因素的影响，高频信道与传统蜂窝频段信道有着明显差异，如传播损耗大、信道变化快、绕射能力差等。由于高频的特性，微站作为低频宏站的补充，将主要部署在室外热点区域，解决高容量和高速率需求。微站覆盖半径约为10~100米。5G关键技术-超密集组网-微站5G关键技术-超密集组网-微站23目录目录13325G演进思路5G无线关键技术5G对铁塔公司的影响分析45G时代铁塔公司发展策略建议245G对铁塔公司的影响分析5G对铁塔公司的影响分析影响1——网络架构：从低频到高频，站点逐步加密，网络架构从宏到宏微转变1）SingleRAN2G&3G&4G多频多模2）分布式基站占据主流（基带射频分离）传统宏站一个制式，一套设备微站5GWiFi宏站LTELTE-FDD-TDD1）云化架构：多技术接入，联接4G&5G2）超级宏站：MassiveMIMO，超过10G单站速率3）宏微结合：微站、分布系统成建设量大增。WiFiAP皮站/飞站GSM2G3G/4G4.5G/5G频谱：800/900M/1800M频谱：3.5G、28G、38G频谱：1.8G、2.1G、2.6GLLLULULULGUGUGUGLGLGL255G对铁塔公司的影响分析5G对铁塔公司的影响分析影响2——站点分布：业务密度决定投资密度，超密立体组网大势所趋微室深度覆盖层容量覆盖层微站微站覆盖层杆站室分覆盖层宏杆广域覆盖层宏站覆盖层杆站覆盖层逻辑功能分三层建设方式分四层宏站作为广域覆盖的中坚力量，微站和室分是深度覆盖和容量吸收的重要手段室分技术逐步由无源向光分和微站演进。无源、光分、微站长期并存。265G对铁塔公司的影响分析5G对铁塔公司的影响分析影响3——站点形态：BBU云化大集中，站点越来越简单过去:单站部署BBU现在:BBU小规模集中未来:CloudRAN，BBU云化大集中站点越来越简单机房+塔一体化基站机柜+单管塔5~20BBU50BBU拉远RRU+杆时间2014201620182017单站部署BBUBBU小规模集中BBU云化大集中201340%30%20%10%20152019202010%移动联通电信20%30%30%20%40%275G对铁塔公司的影响分析5G对铁塔公司的影响分析影