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四、“重”网络与 5G“轻形态”

《大话5G——走进万物互联新时代》在5G席卷全球的大背景下,本书对5G的相关知识进行通俗解读,以满足大众对5G的求知欲。本节为大家介绍“重”网络与 5G“轻形态”。

作者:S^2 微沙龙来源:机械工业出版社|2017-12-06 13:08

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四、“重”网络与 5G“轻形态”

通信系统不断演进,网络形态不断丰富,技术越来越高端,而网络建设与维护则越来越沉重复杂。接下来聊聊网络之“重”。

1. 只在此山中,云深不知处—网络越来越重

从 1G到 4G,为了满足日益增长的网络需求,网络变得越来越“重”。具体表现在以下几方面。

(1)“重”部署

广域覆盖、热点增强,网络部署的传统之道。熟悉的配方,熟悉的味道。只是这种层层加码的方式使得网络变得越来越笨重,网络部署的难度越来越高,网络不堪重负。

(2)“重”投入作为网络投资的主体,无线网络越来越复杂,站点越来越多,投入也越来越大。为了获得单位增益付出的代价越来越高。网络的经济性堪忧。根据 3G网络 CAPEX统计结果(见下图),无线网是网络投资的主体。而无线网络日益复杂,站点多,使得网络建设投入大,投资回收期长,网络达到目标性能的代价高。

(3)“重”维护

多接入方式并存以及新型设备形态的引入提高了运维难度,另外无线网配置复杂,一旦配置难以改动。

2. 半亩方塘一鉴开,天光云影共徘徊—5G网络的未来

随着通信系统的演进,网络越来越沉重和复杂。那么面向 5G,网络的未来如何?

首先,对于 5G,我们有着非常美好的愿景:

5G需要服务更多用户、支持更多连接。

5G需要提供更高速率以及多样化的用户体验。

5G需要支持更多的接入方式、更多的频点及更多样化的场景。

如此多样化的需求对 5G网络指标提出新的要求。比如, 5G需要为用户提供无缝高速服务(随时随地提供 100Mbit/s以上用户体验速率);特定场景下为用户提供极高数据传输速率( 1Gbit/s用户体验速率、数十 Gbit/s峰值速率等);面向传感和数据采集等应用场景,要求网络支持超亿连接,同时保证终端的超低功耗和成本;面向车联网等应用场景,对传输时延和可靠性具有极高要求。

下面,围观一下潜在的 5G关键技术对未来网络的影响:

基于空间域的进一步扩展:更多的天线在提供了潜在增益的同时,对天面、站址、设备成本、运维都提出了新的挑战。

基于地理域的进一步扩展:密集化小区部署对站址、运维、优化都提出了更高的要求。

基于频率域的进一步扩展:更高的频点、超宽的带宽,设备成本与系统投入……围观的结果,是我们喜忧参半地发现,这些关键技术在尽可能满足 5G性能目标的同时,也使得未来的网络变得更加沉重了。

愿望很丰满,现实好像有点骨感。为了让 5G愿景照进现实,网络越来越重的趋势不应再延续。

3.  对症下药,面向未来,我们需要 5G轻形态

什么是 5G轻形态?外在层面, 5G轻形态包含以下四层含义:

部署轻便,是指具有宽松的站址选取要求和灵活的组网形态。

投资轻度,是指具有降低的网络建设和运维成本。

维护轻松,是指支持低复杂度、便捷、高效的网络运营、维护和优化。

体验轻快,是指满足个性化、智能化、低功耗的 5G用户体验。说得挺好,那么 5G轻形态如何实现呢?内在层面,实现 5G轻形态的技术路径如下图所示:

具体技术上, 5G轻形态包含以融合为中心的虚拟、分布、灵活、高效四类关键技术,实现多网络融合、宏微融合、帧结构融合、双工方式融合以及回传方式融合的融合内涵。

虚拟,是指通过虚拟层和软扇区等技术,解决超密集组网中的站址和回传获取困难,及网络部署及运维成本高的问题。

分布,包括分布式大规模天线及混合分层回传技术,侧重于解决大规模天线中天面对站址要求高,及分层组网部署成本高等问题。

灵活,是指采用灵活的网络设计与实现,通过支持新型帧结构和灵活频带技术更好匹配 5G动态业务需求。

高效,是指在 FDD大规模天线中采用低开销和低复杂度设计,及采用新型的多址与双工方式实现高频谱利用率与低复杂度的良好折中,同时多制式网络融合将实现未来 5G的高效网络运行。

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