1、 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 中國聯通中國聯通 2019 年年 11 月月 目錄 1 1 概述概述 . 1 1.1 1.1 毫米波發展需求毫米波發展需求 . 1 1.2 1.2 白皮書狀態白皮書狀態 . 2 2 2 毫米波關鍵技術毫米波關鍵技術 . 3 2.1 2.1 大規模天線和波束賦形大規模天線和波束賦形 . 3 2.2 2.2 波束管理波束管理 . 4 2.3 2.3 傳播特性和穿透損耗傳播特性和穿透損耗 . 5 2.4 2.4 超高速率通信能力超高速率通信能力 . 6 3 3 毫米波產業鏈進展和面臨挑戰毫米波產業鏈進展和面臨挑戰 . 7 3.1 3.1 毫米波產業鏈進展毫米波產業
2、鏈進展 . 7 3.2 3.2 毫米波發展面臨挑戰毫米波發展面臨挑戰 . 9 4 4 毫米波發展規劃毫米波發展規劃 . 12 4.1 4.1 毫米波愿景與目標毫米波愿景與目標 . 12 4.2 4.2 毫米波應用場景毫米波應用場景 . 12 4.3 4.3 毫米波設備與終端要求毫米波設備與終端要求 . 19 5 5 目前開展工作與推進計劃目前開展工作與推進計劃 . 23 6 6 總總結與展望結與展望 . 25 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 1/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 1 1 概述概述 1.11.1 毫米波發展需求毫米波發展需求 隨著無線網絡的快速演進升級, 移動互
3、聯網飛速發展, 移動新業務數據量和 用戶數呈現指數型增長的井噴態勢,對移動數據流量的需求也呈現爆炸式增長, 移動通信業務對通信帶寬和通信速率的需求也急速提升, 未來通信系統需要滿足 10Gbps 以上的用戶峰值速率要求。充足的頻帶資源是保障更高速率的必然條件, 然而目前 6GHz 以下的頻譜資源已經分配殆盡,很難再找到連續的大帶寬頻譜來 支撐移動通信的超高數據傳輸速率,而毫米波頻段有豐富的帶寬資源,可以極大 地提高通信速率,為超高速通信業務提供了可能。 毫米波一般指波長 1 毫米至 10 毫米、 頻率 30GHz 至 300GHz 的電磁波。 相較 于低頻段,毫米波頻段擁有豐富的頻譜資源,在載
4、波帶寬上具有巨大優勢,可以 實現 400MHz 和 800MHz 的大帶寬傳輸,通過不同運營商之間的共建共享,還可以 支持超過 800M 的超大帶寬,實現超高速率的數據傳輸。同時毫米波波長短,元 器件尺寸較小,便于設備的集成和小型化。隨著高容量、高速率、低時延業務發 展,通信頻段必然向毫米波方向延伸,目前已經確定 5G 移動通信的基本架構將 采用中低頻段+毫米波頻段相結合的通信方式。 毫米波可進行靈活空口配置, 適用于彈性網絡構建。 隨著業務類型不斷豐富, 垂直行業不斷涌現,通信業務類型和能力需求將會更加多樣化,現階段固定化的 組網方式和資源配置難以滿足差異化的業務需求, 未來通信系統需要具備
5、更靈活 的資源配置和協同融合的彈性網絡。目前在 3GPP 標準框架下,毫米波每 SLOT 周期為 5G 低頻的 1/4,可極大降低空口時延,也可以依據用戶業務需求進行靈 活幀結構配置,滿足多樣化、差異化的彈性業務應用。 毫米波技術相對于 5G 低頻具有帶寬、時延和靈活彈性空口配置等獨特的優 勢,可以有效滿足未來無線通信系統容量、傳輸速率和差異化應用等需求。采用 低頻段和毫米波頻段相結合的高低頻混合組網方式和靈活彈性的毫米波通信網 絡部署將成為未來移動通信系統的基本架構, 毫米波通信技術也將成為現階段和 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 2/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 未來
6、移動通信的重要研究和發展方向。與 5G 低頻段相比,毫米波技術的落地應 用仍面臨頻譜規劃、國產高頻器件產業能力、系統測試方案等眾多亟待推進解決 的問題和技術挑戰,但隨著相關技術的不斷突破和高頻器件產業的持續發展,毫 米波必將成為現階段 5G 乃至未來 B5G/6G 通信技術的重要組成部分。 目前美、日、韓等國已經完成 5G 毫米波頻譜劃分并開始商用部署,產業鏈 較為成熟。 我國通信行業也開始從系統應用角度考慮 5G 毫米波部署和應用問題, 但是目前相關研究還比較分散,尚未形成明確的 5G 毫米波移動通信系統應用方 向和部署方案。移動通信行業亟需運營商發布明確信號,提出 5G 毫米波新空口 系統
7、未來的整體需求,明確設備、終端的開發計劃,推動毫米波產業鏈成熟化進 程,為未來部署做好準備。 本白皮書從推進毫米波通信產業應用出發, 介紹毫米波通信關鍵技術, 并從 產業發展現狀著手,從頻譜、標準化、產業鏈、部署情況等方面對毫米波產業成 熟度進行了分析。另外,本白皮書還提出了中國聯通在毫米波通信方向的發展目 標、應用場景、技術要求和推進計劃,給出了毫米波設備與終端的形態要求、演 進方向和發展建議。與此同時,中國聯通誠邀產業界共同進行毫米波技術研究和 應用合作,推動毫米波應用落地,共同促進毫米波產品的標準化及產業化進程。 1.21.2 白皮書狀態白皮書狀態 本白皮書 1.0 版本初步規劃了毫米波
8、部署場景和相關產品的技術要求, 提出 了中國聯通毫米波發展規劃,部分內容尚需進一步探討。希望此版本白皮書的發 布能夠引起產業界的關注,吸引更多的合作伙伴與中國聯通一起開展研究,推動 產業鏈發展。隨著研究的不斷深入,技術方案會更加明晰,新的研究內容和成果 會不斷體現到后續版本中,歡迎提出修改意見和建議。 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 3/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 2 2 毫米波關鍵技術毫米波關鍵技術 2.12.1 大規模天線和波束賦形大規模天線和波束賦形 大規模天線技術(Massive MIMO)和波束賦形技術是毫米波系統的關鍵技術 之一, Massive MIMO
9、可以形成更窄波束,波束賦形則可以降低干擾提升信噪比。 在實際場景部署中, 可借助多通道和多天線的收發增強對基站上下行覆蓋進行增 強,針對高低層建筑以及線狀路面提供差異化的覆蓋方案,如圖 2.1 所示: 圖圖 2.1 2.1 大規模天線技術提供差異化覆蓋方案大規模天線技術提供差異化覆蓋方案 在使用波束賦形技術時, 全數字波束賦形的方案優勢在于可以通過提高信噪 比來實現系統性能的提升,但同時會大大增加射頻鏈路的個數,造成功耗和成本 的增加。模擬波束賦形方案則采用了成本低廉、經濟實惠的移相器,但只能進行 固定波束切換,在性能上達不到數字波束賦形性能的效果,也無法實現較優的空 間分集性能。因此,目前毫
10、米波系統一般采用結合數字波束賦形和模擬賦形的混 合波束賦形架構,如圖 2.2 所示?;旌喜ㄊx形架構可以在波束賦形性能、硬件 電路/芯片成本和系統功耗等方面達到綜合性能最優,是目前毫米波設備的主流 實現方案。 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 4/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 圖圖 2.2 2.2 混合波束賦形結構混合波束賦形結構 2.22.2 波束管理波束管理 毫米波通信系統中, 需要選擇最優的窄波束對用于上下行的數據傳輸, 由于 用戶端存在移動、旋轉、阻塞,還需要對選擇的波束對進行實時更新,因而需要 進行波束管理。波束管理功能需要包括以下幾方面內容:波束掃描、波束測量、
11、 波束上報、波束指示和波束失敗恢復。 波束掃描一般分為粗掃描和精準掃描, 分別對控制信道和數據信道進行掃描, 波束測量過程在空閑接入狀態時和連接態中都起到關鍵作用,主要測量 SSB、 CSI-RS、SRS 等信號。波束失敗與恢復的過程如圖 2.3 所示,UE 檢測到波束失敗 時觸發波束失敗恢復流程,重新發起接入請求,與基站重新建立新波束對,恢復 數據傳輸。 毫米波系統必須能夠有效支持波束接入和管理功能, 才能有效體現毫米波系 統在超大帶寬、通信速率等方面的應用優勢。 圖圖 2.3 2.3 波束失敗和恢復流程波束失敗和恢復流程 TRP UE NR-PDCCH 發生阻塞 Tx 波束掃描Rx 波束掃
12、描 波束失敗,檢測 新波束 PRACH NR-PDCCH, 攜帶波束重 配置信息RSRP,重配 置完成 新的可用波 束 原有波束 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 5/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 2.32.3 傳播特性和穿透損耗傳播特性和穿透損耗 根據 3GPP TR38.901 中規定的 0 GHz-100 GHz 無線電波在城市區域內直射路 徑的損耗模型可知,自由空間損耗與載波頻率成正相關。目前 3GPP 中規定的毫 米波段(FR2 頻段) ,頻率范圍是 24.25GHz-52.6GHz,與 5G sub6G 低頻段相比, 傳播路損一般大于十幾 dB,相同發送功率,毫
13、米波理論通信覆蓋距離也遠小于 5G 低頻設備。以 26GHz 和 3.5GHz 為例比較和評估高頻毫米波段與 5G sub6G 低 頻頻段的傳播路損差異,結果如圖 2.4 所示,可以看到毫米波傳播路損高 17.42 dB,理論傳播距離也會明顯降低。 圖圖 2.4 2.4 不同頻點與不同頻點與 3.5 GHz3.5 GHz 頻點的路損差頻點的路損差 在毫米波傳播過程中,容易受到降雨、樹叢遮擋、以及其他遮擋物對電波的 遮擋和吸收等影響,不同遮擋物、不同情況的毫米波穿透損耗相關測試結果如表 2.1 所示: 表表 2.1 5G2.1 5G 毫米波穿透性能損耗毫米波穿透性能損耗 樹冠(直徑 4 m) 人
14、體(單側/ 周圍) 混凝土承 重墻 木門(5 cm) 普通玻 璃門 房車車體 20 dB 11 dB-28 dB 無法穿透 6 dB 5 dB 17 dB-23 dB 從測試結果可以看到,毫米波穿透損耗遠高于 6 GHz 以下頻段。毫米波基本 不具備穿透混凝土承重墻的能力。此外,根據對毫米波雨衰的理論分析和測試, 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 6/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 不同降雨量環境會導致毫米波通信速率有不同程度的下降。 考慮到毫米波相對于 6GHz 以下頻段在直射路徑下損耗較大,因此部署初期 應考慮毫米波短距離熱點覆蓋為主, 搭配其他通信系統保證接收終端的通信
15、質量, 并需要充分考慮惡劣天氣如雨、雪、霧對毫米波的影響。在 LOS 場景或近似 LOS 場景下推薦的大型露天體育場、機場、大型廣場等地點,此類場景阻擋物少或無 遮擋,用戶密度高、具有整體流動性,流量需求大等特點,適于毫米波應用。另 外商業街、工廠等反射路徑豐富的 NLOS 場景也可以適用于毫米波通信,可以提 供大容量的終端接入以及高速率的內容上傳和下載。 在毫米波通信技術產業應用推進過程中, 應充分考慮實際應用場景特點, 對 毫米波傳播特性進行有效建模和系統鏈路評估, 制定符合實際場景需求的毫米波 應用部署方案。 2.42.4 超高速率通信能力超高速率通信能力 目前5G低頻的下行峰值速率為1
16、Gbps左右, 上行峰值速率為100Mbps左右, 無法滿足未來通信系統 10Gb/s 以上的用戶峰值速率需求。而毫米波憑借其超大 帶寬方面的天然優勢,具備超高速率的通信能力。 除了工作帶寬,無線通信的峰值速率還受到幀結構、傳輸流數、調制方式和 階數等多方因素的影響。 毫米波具有豐富的頻率資源, 根據目前 3GPP 標準規定, 5G 毫米波可以支持400MHz/800MHz 的大帶寬, 通過不同運營商之間的共建共享, 還可以支持超過 800M 的超大帶寬,具備超大帶寬通信的能力。毫米波系統支持 多流傳輸,以及 64QAM 和 256QAM 等高階調制方式。毫米波幀結構支持上下行靈 活配置,可根
17、據需求彈性切換,針對不同場景實現高速率的通信業務需求。 目前業界毫米波下行峰值速率可以達到近 10Gbps,上行峰值速率可以達到 1Gbps 左右,隨著毫米波相關技術的不斷發展,毫米波及更高頻段的通信系統必 然可以達到 10Gbps 以上的峰值速率,滿足未來通信的速率需求。 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 7/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 3 3 毫米波產業鏈進展和面臨挑戰毫米波產業鏈進展和面臨挑戰 3.13.1 毫米波產業鏈進展毫米波產業鏈進展 毫米波標準日趨成熟毫米波標準日趨成熟 在 3GPP 中毫米波頻段的射頻標準討論和制定工作由 3GPP RAN4 牽頭開展, 研
18、究分為兩個階段:第一階段研究 40 GHz 以下的頻率,以滿足較為緊急的商業 需求,于 2018 年 12 月完成。第二階段計劃從 2018 年開始,到 2019 年 12 月 完成,該階段專注于最高 100GHz 的頻率,以全面實現 IMT-2020 的愿景。 5G 頻段具有多樣性, 一般包括 6GHz 以下和 24.25GHz-52.6GHz, 第一階段頻 譜分配定義了 52.6GHz 以下的毫米波頻譜,見表 3.1。 表表 3.1 3GPP 3.1 3GPP 毫米波頻段毫米波頻段 頻段號頻段號 頻段頻段 雙工方式雙工方式 n257n257 26500 MHz 26500 MHz 2950
19、0 MHz29500 MHz TDDTDD n258n258 24250 MHz 24250 MHz 27500 MHz27500 MHz TDDTDD n260n260 37000 MHz 37000 MHz 40000 MHz40000 MHz TDDTDD n261n261 27500 MHz 27500 MHz 28350 MHz28350 MHz TDDTDD 在 3GPP 中,上述毫米波頻段和 3.5GHz 的 NR 系統是同步標準化,目前已經 形成 2018.12.30 的 R15 版本,R16 版本正在討論中。 國內 IMT-2020(5G)推進組成立高頻討論組,制定毫米波關鍵
20、技術要求、毫 米波外場性能測試方法等行業標準,目前已經形成 2019.06.21 版本。 毫米波頻譜正在規劃部署中毫米波頻譜正在規劃部署中 頻譜是移動通信產業最為寶貴的資源,任何一代移動通信技術的正式商用, 前提都必須獲取一定的頻譜資源。國際電聯(ITU)TG 5/1 工作組致力于尋求 5G 全球或區域協調一致的毫米波頻段,目前已經完成了 2019 年世界無線電通信大 會準備會會議文件(CPM 報告)中關于 1.13 議題的相關內容,此次 WRC-19 會議 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 8/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 會對毫米波頻段提出明確的頻段建議, 各國家或地區
21、將根據議題進展及結果開展 規劃。 當前,美國,韓國,日本等國家已陸續完成 5G 毫米波頻譜的劃分與拍賣, 5G 商業部署前景明朗,拍賣情況如表 3.2 所示。 表表 3.2 3.2 美日韓美日韓 5G5G 高頻頻譜拍賣情況高頻頻譜拍賣情況 國家國家 運營商運營商 頻段頻段 日本日本 樂天樂天 2727- -27.4Ghz27.4Ghz NTT DocomoNTT Docomo 27.427.4- -27.8Ghz27.8Ghz KDDIKDDI 27.827.8- -28.2Ghz28.2Ghz SoftbankSoftbank 29.129.1- -29.5Ghz29.5Ghz 韓國韓國 K
22、TKT 26.526.5- -27.3GHz27.3GHz LG U+LG U+ 27.327.3- -28.1GHz28.1GHz SKSK 電訊電訊 28.128.1- -28.9GHz28.9GHz 美國美國 VerizonVerizon 28/39GHz28/39GHz 的毫米波頻段獲得的毫米波頻段獲得 1GHz1GHz AT&TAT&T 39G39G 毫米波頻段獲得毫米波頻段獲得 400MHz400MHz T T- -MoblieMoblie 在在 28GHz28GHz 和和 39GHz39GHz 頻段獲得頻段獲得 200MHz200MHz 歐盟在 2018 年 7 月已經明確 24
23、.25-27.5GHz 頻段用于 5G,建議歐盟各成員 國在 2020 年底前在 26GHz 頻段至少保障 1GHz 頻譜用于移動/固定通信網絡。此 外,歐盟將繼續研究 32G(31.8-33.4GHz)和 40G(40.5-43.5GHz)等其他高頻 段。英國、德國等國家已經確認了 5G 中高頻待分配或待招標的頻段,如表 3.3 所示。 表表 3.3 3.3 英德待拍賣英德待拍賣 5G5G 高頻頻譜高頻頻譜 國家國家 運營商運營商 頻段頻段 英國英國 沃達豐沃達豐/ /英國電信英國電信/O2/O2 等等 24.2524.25- -27.5GHz27.5GHz 德國德國 德國電信德國電信/ /
24、沃達豐沃達豐/ /西班牙電信等西班牙電信等 27.827.8- -28.4GH28.4GH 和和 28.928.9- -29.4GHz29.4GHz 從上述 5G 毫米波頻段的規劃和拍賣中可以看出,毫米波部署初期,大多數 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 9/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 的國家將注意力都集中在 26GHz 和 28GHz 這兩個頻段上, 在這兩個頻段上投入的 資源也是最多的。 我國工業和信息化部于 2017年7月批復24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段 用于我國 5G 技術研發毫米波實驗頻段,試驗地點為中國信息通信研究院 MTNet 試驗室
25、以及北京懷柔、順義的 5G 技術試驗外場。目前毫米波頻譜的具體規劃未 正式發布。 毫米波設備和終端尚不成熟毫米波設備和終端尚不成熟 毫米波基帶部分與 5G 低頻段設備具有相同成熟度,但是射頻相關的功能和 性能較 5G 低頻段設備有較大差距。主設備方面,由于目前北美和日韓已經開始 部署毫米波系統,所以廠家設備頻段以北美和日韓頻段為主。設備可以支持基本 功能,但是部分功能如波束管理、移動性等有待進一步完善。 芯片和終端的進度總體上落后于設備。 英特爾(Intel)于 2017 年 11 月發布了 XMM 8060 5G 多?;鶐酒?,該芯 片同時支持 6GHz 以下頻段和 28GHz 毫米波頻段。
26、高通已經能夠提供商用的毫米 波終端芯片 X50 和 X55,天線模組 QTM525。 高通公司目前已具備測試終端 MTP8510-5G, 頻點為 N257A 或者 N261 (28GHz 頻段) 。在商用終端方面,OPPO/VIVO/ZTE 預計 2019 年底將推出 X55 芯片樣機終 端,商用終端預計 2020 年出現。 高頻模擬器件與芯片是毫米波通信設備的基礎, 同時也是我國通信產業的短 板, 適用于民用通信的器件材料工藝成熟度與全球領先企業存在較大差距,需要 產業界匯聚產學研用力量共同推進國內高頻模擬器件的產業發展。 3.23.2 毫米波發展面臨挑戰毫米波發展面臨挑戰 雖然毫米波有豐富
27、的頻譜資源可以實現高速無線傳輸, 但毫米波產業鏈的發 展仍然面臨眾多挑戰,主要包括以下幾個方面: 頻譜規劃頻譜規劃 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 10/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 中國毫米波頻譜規劃尚未明確, 需要政府盡快明確毫米波頻譜規劃, 加速毫 米波產業鏈發展。在工信部無線電管理局2019 年全國無線電管理工作要點 中明確提出“適時發布 5G 系統部分毫米波頻段頻率使用規劃,引導 5G 系統毫米 波產業發展” 。5G 毫米波頻譜規劃有望在 2019 年出臺。 設備與終端設備與終端 毫米波設備形態單一、功能和性能尚不滿足 5G 組網需求。阻礙因素主要來 自于高頻器
28、件,高頻核心器件主要包括:高速高精度的數模及模數轉換芯片、高 頻功率放大器、低噪聲放大器、濾波器、集成封裝天線等等。為滿足更高階調制 方式及多用戶通信等需求,高頻功率放大器、低噪聲放大器需要進一步提升輸出 功率、功率效率、及線性度等性能;鎖相環系統需要進一步改善其相位噪聲及調 諧范圍等性能;濾波器需要提升其帶寬、插入損耗等性能;數模及模數轉換器件 要求滿足至少 1GHz 的信道帶寬的采樣需求,提高精度并降低功耗;新型的高頻 陣列天線需要滿足高增益波束和大范圍空間掃描等方面需求。 高頻天線陣列采用 混合賦形架構會帶來線性化校正困難的問題, 需要考慮可實現的線性化方案用于 提升設備能效,或考慮利用
29、透鏡天線等替代方案,降低硬件實現復雜度。不同運 營商共建共享也會帶來設備超大帶寬的需求。 此外,作為 5G 高頻段通信系統走向實用化的關鍵步驟,低成本、高可靠性 的封裝及測試等技術也至關重要目前我國 5G 毫米波芯片和終端型號較少,覆蓋 種類和形態不夠豐富,產業鏈成熟度落后于 5G 低頻,也落后于美國、歐洲等國 際先進水平,是我國 5G 毫米波發展與應用的阻礙因素。國內產學研多方機構都 在該方面紛紛發力,推動國產毫米波器件與芯片的技術能力與產業水平。 測試技術測試技術 5G 毫米波的測試難以采用傳統的連線測試,只能采用 OTA 的測試方法。 5G 高頻毫米波基站設備 OTA 射頻指標標準化趨于
30、成熟的同時, 指標測試方案的可行 性、可靠性、準確性、成本和效率等都面臨新的問題和挑戰。測試場地成本、測 試效率以及測試準確度等都是 OTA 測試方案需要考慮并給出解決方案的問題。 目 前行業內相關機構和廠商都在該圍繞該技術方向進行探索研究, 需要整個產業界 從測試環境、儀表器件和算法設計等多方面共同努力,克服阻礙問題,推動 5G 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 11/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 毫米波基站 OTA 射頻指標測試技術的突破與進展。 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 12/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 4 4 毫米波發展規劃毫米波發展規
31、劃 4.14.1 毫米波愿景與目標毫米波愿景與目標 毫米波作為未來通信關鍵技術被寄予厚望,中國聯通提出要緊抓中國 5G 快 速發展契機,構建 5G 毫米波合作平臺,凝聚毫米波產業力量,引領毫米波技術 發展,打造毫米波生態體系,推動毫米波產業鏈成熟,加速毫米波網絡部署,探 索合作共贏的 5G 毫米波業務模式,賦能 5G 網絡,互惠共贏。為了實現這一美好 愿景與目標,聯通將從以下幾方面進行開展具體工作: 方案部署方面,制定 5G 高低頻混合組網和多樣化的毫米波部署方案,將毫 米波與 MEC、AI 等先進技術相結合,制定低成本、高質量、場景化的端到端專網 解決方案。此外,還需要考慮毫米波在共建共享方
32、面的應用。 網絡設備方面,明確設備需求,推動設備成熟,豐富設備形態,滿足多場景 網絡部署需求,推動毫米波設備小型化、多?;?、白盒化發展。 終端方面,推動 5G 毫米波終端成熟。明確毫米波專網終端需求,推動專網 終端、公網專網結合終端研發,滿足業務需求。 業務方面, 打造基于 MEC+AI 技術的毫米波專網業務平臺, 提供高安全保障、 高效率、能力開放的平臺能力,提供終端管理、定位、群組管理和呼叫、視頻分 發管理服務等基本業務能力,提供能力開放接口?;诤撩撞ǖ墓步ü蚕?,多家 運營商頻譜共享可以實現高于 800M 的超大帶寬,節省建設成本的同時可以支持 擴展現實、虛擬現實融合、超高清(8K/16
33、K)視頻、移動云等未來超高速通信應 用,為用戶提供更加身臨其境、前所未有的體驗。 4.24.2 毫米波應用場景毫米波應用場景 4.2.14.2.1 “WoWo- -PARKPARK”園區專網場景”園區專網場景 毫米波系統具有大帶寬,低時延的特點,如果與 MEC 相結合,可以更好的釋 放 MEC 技術的特點,同時 MEC 也可以為毫米波系統疊加豐富多樣的增值服務,為 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 13/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 毫米波網絡賦能。在 MEC 平臺基礎上,引入 AI 技術,將業務與 AI 結合,則可以 為覆蓋區域提供“大容量高速率+本地化”的智能解決方案,
34、滿足行業客戶低時 延、大帶寬、安全隔離的需求。 中國聯通創新性提出融合毫米波+邊緣云+AI 三種技術的“Wo-PARK”行業 專網解決方案,將毫米波與 MEC、AI 技術進行融合,構建安全隔離的智慧行業專 網,解決原有行業專網帶寬窄、吞吐率低、時延大等問題,提升專網用戶感知, 為用戶提供定制化服務?!癢o-PARK”中的 PARK(Peak、Accelerate、Rapid、 Key)意為區域,既喻意園區專網,又涵蓋 5G 通信愿景的四個方向和技術理念: P:Peak,代表 5G 時代極高的用戶體驗速率。 A:Accelerate,代表加速的信息化時代。 R:Rapid,代表高速的業務驅動。
35、K:Key,代表邊緣云和毫米波技術是 5G 的關鍵技術。 中國聯通基于園區專網場景構建完善的運營商級智能專網體系, 圖 4.1 所示 為中國聯通 Wo-PARK 平臺體系架構示意圖。架構主要包含以下 3 個層級: 超大帶寬接入層超大帶寬接入層 利用毫米波接入技術,為用戶提供超大帶寬的上下行傳輸能力。 業務管理層業務管理層 基于邊緣云平臺服務,完成本地內容分發、緩存、以及數據處理的能力,為 專網用戶和終端提供用戶管理、APP 管理、終端和其他業務管理功能。 能力開放層能力開放層 通過人工智能技術,可在不同業務場景下,為企業園區、專網用戶和終端等 提供模式識別、數據訓練以及智能決策等多樣化、智能化
36、服務。 在具體組網方式方面,5G 毫米波系統采用獨立頻點組網,對園區提供信號 深度覆蓋,系統需要具備較強的移動性管理功能。 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 14/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 圖圖 4.4.1 1 中國聯通中國聯通 WoWo- -PARKPARK 平臺體系架構平臺體系架構 從毫米波傳播特性和覆蓋能力考慮,5G 毫米波適合部署在相對空曠無遮擋 或少遮擋的園區環境,典型應用和需求如下: 組網方式:毫米波獨立頻點組網、高低頻混合組網。 目標:毫米波大帶寬通信,結合 MEC 和專網管理平臺,疊加 AI 業務管理能 力。 設備需求:毫米波宏站、毫米波微站、毫米波微
37、RRU、毫米波分布式微站。 終端需求:定制化 CPE;毫米波專網定制終端;公網混合終端。 典型場景典型場景 1 1:智慧碼頭:智慧碼頭 該類場景毫米波作為 LTE5G 低頻基站的回傳,采用毫米波基站對打的方式 通信,對帶寬需求高、要求鏈路穩定、無移動性需求。 圖圖 4.4.2 2 智慧碼頭智慧碼頭 典型場景典型場景 2 2:智慧園區:智慧園區 該類場景毫米波作為 LTE5G 低頻基站的回傳,采用毫米波基站對打的方式 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 15/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 通信,對帶寬需求高、要求鏈路穩定、無移動性需求。 圖圖 4.4.3 3 智慧園區和智慧廠區
38、智慧園區和智慧廠區 室內、園區、碼頭等場景具有業務本地化屬性強、用戶接入數量大、流量集 中突發性強的特點。毫米波技術提供的高速率大容量特點,將大幅度提升空口速 率,對 4K、8K、AR、VR、云游戲等大視頻類場景有巨大的提升,快速建立端到 端業務,避免畫面卡頓和眩暈感。結合 MEC 邊緣云技術,可將視頻和虛擬場景緩 存到本地, 快速建立環境與場景, 減少業務巨大流量對運營商網絡的沖擊和壓力, 適合于本地化緩存類業務。 4.2.24.2.2 品牌價值區域與吸熱場景品牌價值區域與吸熱場景 新一代移動通信的覆蓋部署范圍具有核心城市-主要城市-城市-鄉村逐步覆 蓋的規律,在部署初期均是與其他通信系統結
39、合,覆蓋品牌價值區域,或者解決 高熱場景的業務需求。5G 通信系統也遵循上述部署規律,部署初期將與 LTE 系 統進行混合組網提供高速率大帶寬服務。 從產業鏈成熟和網絡部署進度角度考慮,國內 5G 毫米波系統商業部署時間 點比 6GHz 以下頻段 5G 系統晚 2 年左右,預計屆時 5G 6GHz 以下頻段系統已經 完成大部分城市重點區域覆蓋。所以 5G 毫米波系統部署時,將與 6GHz 以下頻段 的 5G 系統結合,形成 5G 系統高低頻混合組網方式,用于重要品牌價值區域的覆 蓋,提升品牌價值,或者用于人流密集場所和熱點區域的吸熱,提供進一步的大 容量上傳能力。 在具體組網方式方面,5G 毫
40、米波系統可以根據需求與 5G 低頻系統共站址部 署或拉遠部署,提供精準覆蓋。需要具備較強的系統間、頻段間的互操作功能和 移動性管理功能。根據具體部署場景,需要毫米波宏站、毫米波微站、毫米波微 RRU、毫米波分布式微站等多種形態的設備。在終端方面,需要支持 3G4G5G 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 16/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 高低頻的多模多頻終端。典型場景和需求如下: 組網方式:5G 高低頻混合組網,根據需求與 5G 低頻系統共站址部署或拉遠 部署。 目標:提供大帶寬通信能力,滿足熱點區域需求、提高品牌價值。 設備需求:毫米波宏站、毫米波微站、毫米波微 RRU、
41、毫米波分布式微站。 終端需求:支持 3G4G5G 高低頻的多模多頻終端、CPE。 A A 類場景,提升品牌價值類場景,提升品牌價值 人流量密集區域熱點覆蓋人流量密集區域熱點覆蓋 大型室內場館容量需求大型室內場館容量需求 典型場景典型場景 1 1:交通樞紐:交通樞紐 該類場景的特點在于室內面積大且相對空曠, 人員流動性強, 不同的功能區 需要有針對性的覆蓋方案, 需要對小區的劃分進行針對性設計以達到移動性與容 量的平衡。 圖圖 4.4.4 4 交通樞紐交通樞紐 典型場景典型場景 2 2:體育場館:體育場館 該類場景的特點在于室內面積大且相對空曠,阻擋物少,用戶密度高,人員 具有整體流動性,上行流
42、量需求大。部署中需要注意小區間同頻干擾。 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 17/25 版權所有 中國聯通網絡技術研究院 2019 圖圖 4.4.5 5 體育場館體育場館 典型場景典型場景 3 3:廣場:廣場 該類場景的特點在于室外面積大且相對空曠,阻擋物少,用戶密度高,人員 流動性大,流量需求大。 圖圖 4.4.6 6 廣場廣場 4.2.34.2.3 無線回傳場景無線回傳場景 毫米波頻點較高、波長較短,可以在相同面積實現更多天線陣列布防、波束 能量更集中。并且毫米波系統可以提供高達 800MHz 帶寬、10Gbit/s 的系統峰值 速率, 使毫米波可以作為無線回傳鏈路,解決一些場景無法布放光纖或布防光纖 代價過高的問題, 例如毫米波可作為LTE5G 低頻基站的回傳, 通過毫米波轉WIFI 作為家庭或企業寬帶服務。 在具體組網方式方面,5G 毫米波系統采用獨立頻點組網,作為其他無線通 信系統中的回傳鏈路,采用宏站提供足夠的覆蓋距離,鏈路兩端設備相互精準覆 蓋,布放后無需移動,建立鏈路后保持連接狀態。系統需要接入管理功能、需要 部分無線資源調度管理功能、無需移動性管理功能,功能實現較高低頻混合組網 簡單。 另一種大帶寬回傳方式是毫米波自回傳: 一方面基站為終端提供服務, 一方 中國聯通 5G 毫米波技術白皮書 18/25 版權所有 中國聯通網絡