5G独立组网何时实现?

当前,全球已有超过50+的运营商开始推出5G网络,未来要在哪里进行使用5G?什么时候才能进入5G SA阶段?都是很多人士关心的问题。

知名市场研究公司Dell’Oro Group的高级分析师Dave Bolan认为,从2020年开始,随着运营商扩大5G覆盖范围,未来5G独立组网才能得以更好的实现,进而eMBBmMTC、uRLLC等场景也将得以实现。

目前的5G网络主要采用双连接(DC)架构启动。DC表示用户设备(UE)可同时连接到两个基站。在3GPP标准中,定义了四个DC配置。(有关所有5G配置,请参见图1)

5G独立组网何时实现?-DVBCN

选择用于启动今天的5G网络的DC配置通常称为Option 3x。在形式上,它被称为E-UTRA-NR双连接(EN-DC)。EN-DC配置定义为5G非独立(5G NSA)架构。EN-DC配置依赖于4G演进分组核心(EPC)和充当主节点的锚点4G eNB基站。

此外,5G NR gNB基站与4G eNB绑定,并充当辅助节点。DC配置实际上很巧妙,结合了两个基站的容量。通过利用现有的EPC,它使服务提供商可以更快地进入市场,因此它可于2019年而不是2020年推出。

在继续进行下一步之前,需要研究覆盖范围内的情况。如今,4G LTE gNB基站处于低频带频谱(<1 GHz)和中频带频谱(1 GHz – 6 GHz)中。关于RF覆盖范围的经验法则是,如果将频率加倍,则半径将仅为一半,从而导致较低频率覆盖范围的四分之一。假设所有其他元素保持不变,例如空中接口和双工,RF输出功率,调制阶数,天线技术和天线高度。当然,这些变量中的每一个都不一定与当前进入5G时的相同。在2.6 GHz和3.5 GHz的5G中频带频谱中,已经部署了大规模MIMO,其中一些具有波束成形功能。这使5G覆盖范围超出了传统4G部署范围。为了在28 GHz和39 GHz的mmWave频带中获得最大的5G覆盖,使用了较低的调制。随着服务提供商将5G推向更高的频率,这是要记住的事情。努力将4G覆盖与5G在更高频率上进行匹配,无论是室外覆盖还是室内覆盖。

与5G NSA EN-DC配置中的4G锚点相比,许多服务提供商将发现它们在5G覆盖范围方面受到限制。4G覆盖率与5G覆盖率之比将根据频率差异而变化。一些服务提供商将能够在与其LTE覆盖范围(2.6 GHz)相同的频带上启动,并且不会出现相同的覆盖问题,尽管这将限制数据吞吐量。以mmWave覆盖范围启动的服务提供商在初次启动时将具有参差不齐的5G覆盖范围,尽管它们将具有最高的数据吞吐量(图2)。

5G独立组网何时实现?-DVBCN

中频带3.5 GHz频带已被提升为理想的5G频带,因为它更接近1800 MHz频带。但是根据经验法则,两倍的频率会导致覆盖范围的四分之一,这意味着3.5 GHz频段需要多达四倍的基站才能匹配4G覆盖范围。尽管可能由于大规模MIMO和波束成形而减少,但5G 3.5 GHz基站仍无法匹配4G基站的1800 MHz覆盖范围。这就是今天许多服务提供商发现的情况:如果他们想在2019年实现5G覆盖范围近似于4G的覆盖范围,那么他们只有一个选择,即保留5G NSA EN-DC配置以及小区分裂。(图3)。

5G独立组网何时实现?-DVBCN

随着向5G核心的迁移,其他选择将在2020年出现。除了5G SA之外,还提供了更多的双连接配置。可以将5G NSA EN-DC配置升级为5G NSA NGEN-DC(选件7x)或5G NSA NE-DC(选件4),而不添加小区分裂,并添加5 SA(选件2)以完善覆盖范围。如果这些是mmWave站点,那么需要寻求极高的容量。(图4)

5G独立组网何时实现?-DVBCN

5G核心在启用5G单机版中扮演着关键角色,这使服务提供商可以完善其5G覆盖范围。5G核心是多路访问边缘计算(MEC)的主要推动者。服务提供商能够将用户平面功能(UPF)分配到满足用户较低延迟需求的位置。区域数据中心将实现10到20毫秒的延迟,边缘和深边缘数据中心将实现1到10毫秒的延迟。结合网络切片,服务提供商将能够针对不同的垂直细分定制服务,如图5所示。

5G独立组网何时实现?-DVBCN

这些功能的启动需要时间。从2020年开始,随着服务提供商扩大5G覆盖范围,未来5G独立组网才得以更好的实现。最终,这将使服务提供商能够兑现5G的所有承诺:

(1)增强型移动宽带(eMBB),在某些区域需要极高的数据速率和低延迟的通信,并且在大覆盖范围内需要可靠的宽带接入;

(2)海量机器类通信(大规模物联网)(mMTC),每平方公里最多支持一百万个设备;

(3)超可靠的低延迟通讯(URLLC);

(4)固定无线访问(FWA)。

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