基于eMBB應(yīng)用場(chǎng)景下的5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署方案設(shè)計(jì)

關(guān)鍵詞：eMBB；應(yīng)用場(chǎng)景；5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署

在無(wú)線通信技術(shù)不斷推廣和普及的背景下，人們對(duì)無(wú)線應(yīng)用提出了更高的要求，促使無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)速度越來(lái)越快。無(wú)線通信技術(shù)在未來(lái)發(fā)展中，除了要符合人們的高質(zhì)量通信需求外，還要為提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平提供重要技術(shù)支持，提升5G 應(yīng)用前景。ITU 通過(guò)運(yùn)用5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有效地定義以下三大應(yīng)用場(chǎng)景[1]：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（Enhance Mobile Broadband，eMBB）； 海量物聯(lián)網(wǎng)通信（Massive Machine Type of Communication，mMTC）；超高可靠性與超低時(shí)延業(yè)務(wù)（Ultra-Reliable& Low-Latency Communications，URLLC）。應(yīng)用場(chǎng)景不同，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)提出的要求也有所不同，為保證網(wǎng)絡(luò)部署水平，要循序漸進(jìn)地引入和使用5G 網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景，提出相應(yīng)的5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署方案。

一、5G 應(yīng)用場(chǎng)景

結(jié)合5G 網(wǎng)絡(luò)多樣化發(fā)展特點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)景主要包含廣域覆蓋、機(jī)器間通信、大型露天集會(huì)、地鐵等部分，應(yīng)用場(chǎng)景不同，所對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)類(lèi)型組合方式也存在一定的差異，這充分體現(xiàn)了業(yè)務(wù)需求場(chǎng)景的應(yīng)用特點(diǎn)。ITURIMT2020andbeyond成功定義和推廣以下三種應(yīng)用場(chǎng)景。接下來(lái)，對(duì)三種應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（一）eMBB

增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）主要是指在參照現(xiàn)有移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)場(chǎng)景的前提下，不斷地提高網(wǎng)絡(luò)速度，為用戶提供良好的使用體驗(yàn)。例如：在eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下，播放5K 高清視頻，其峰值始終維持在12Gbps 左右。經(jīng)過(guò)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，全球IP 視頻流量出現(xiàn)指數(shù)型增長(zhǎng)，同時(shí)，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)幅度是原來(lái)的8 倍左右。目前，高清視頻作為一種重要業(yè)務(wù)，在管理移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)流量中發(fā)揮出重要作用，所以，為滿足5G 網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展需求，在eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下，市面上會(huì)出現(xiàn)大量的流媒體，為基于eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下的5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署方案設(shè)計(jì)人們的日常生活和工作提供極大的便利。eMBB 主要應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清視頻等領(lǐng)域，這類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景通常對(duì)帶寬提出了更高的要求。eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景的關(guān)鍵性能指標(biāo)參數(shù)如表1 所示。

從表1 中的數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于慢速移動(dòng)用戶而言，其用戶體驗(yàn)速率相對(duì)較低，僅僅達(dá)到2Gbit/s 量級(jí)，當(dāng)信噪比較差時(shí)，應(yīng)將用戶體驗(yàn)速率控制在100Mbit/s 以上，將業(yè)務(wù)密度控制為12Tbit/s/km2；對(duì)于高速移動(dòng)用戶而言，需要其移動(dòng)速率控制為500km/h；對(duì)于用戶平面而言，其延時(shí)應(yīng)控制為5ms[3]。另外，eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景還涉及交互類(lèi)操作，例如，為了保證虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的真實(shí)性，要將時(shí)延設(shè)置為10ms 量級(jí)。

（二）mMTC

海量物聯(lián)網(wǎng)通信（mMTC）主要應(yīng)用于智慧城市建設(shè)、智能家居打造、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域中，mMTC 應(yīng)用場(chǎng)景通常對(duì)連接密度提出了更高的要求，并呈現(xiàn)出行業(yè)多元化發(fā)展趨勢(shì)。在建設(shè)智慧城市期間，要優(yōu)先選用低成本、低功耗的抄表[4]，并利用5G 網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)海量小數(shù)據(jù)包的高效化連接；在打造智能家居時(shí)，并沒(méi)有對(duì)業(yè)務(wù)時(shí)延提出較高要求，但是所設(shè)置的終端應(yīng)結(jié)合溫度、振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)速度，對(duì)家居電器工作環(huán)境進(jìn)行控制；在進(jìn)行視頻監(jiān)控時(shí)，要保證部署密度，同時(shí)還要為終端提供高速率寬帶[5]。

（三）URLLC

超高可靠性與超低時(shí)延業(yè)務(wù)（URLLC）主要應(yīng)用于自動(dòng)駕駛監(jiān)測(cè)、工業(yè)機(jī)器設(shè)備加工制造等領(lǐng)域中。URLLC 應(yīng)用場(chǎng)景通常對(duì)時(shí)延可靠性提出了更高的要求，在進(jìn)行自動(dòng)駕駛監(jiān)測(cè)時(shí)，保證其監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性，要將時(shí)延設(shè)置到毫秒級(jí)；在進(jìn)行工業(yè)機(jī)器設(shè)備加工制造時(shí)[6]，要將時(shí)延設(shè)置到十毫秒級(jí)，并將其可用性控制為100%。URLLC 應(yīng)用場(chǎng)景相關(guān)業(yè)務(wù)指標(biāo)設(shè)置如表2 所示。

二、支持eMBB 應(yīng)用的5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署方案

最近幾年，隨著超高清、三維視頻的出現(xiàn)和推廣，有效地提高驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)速率，例如：通過(guò)對(duì)8K 三維視頻進(jìn)行壓縮處理后，其傳輸速率達(dá)到2Gbit/s。為滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)使用需求，提高5G 技術(shù)發(fā)展水平，加強(qiáng)對(duì)eMBB（增強(qiáng)移動(dòng)寬帶）的應(yīng)用顯得尤為重要[7]。

（一）網(wǎng)絡(luò)性能要求

結(jié)合5G 應(yīng)用場(chǎng)景，定義5G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)（KeyPerformance Indicators. KPI），并確定出相應(yīng)的要求。在進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)，要結(jié)合KPI 指標(biāo)，確定出合適的規(guī)劃目標(biāo)。5G 網(wǎng)絡(luò)KPI 性能如表3 所示。

（二）終端支持情況

美國(guó)于2016 年展開(kāi)3GPPRAN1#87 次會(huì)議，在會(huì)議上明確提出增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）場(chǎng)景，并制定出相應(yīng)的信道編碼技術(shù)方案。另外，將Polar 碼、LDPC 碼分別設(shè)置為控制數(shù)據(jù)信道編碼方案[8]。所以，為保證終端產(chǎn)品形態(tài)構(gòu)建水平，相關(guān)人員要重視對(duì)eMBB 應(yīng)用支持。

（三）頻率部署方案

在eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下，要結(jié)合流量增長(zhǎng)需求，為其提供超高速率寬帶，并增加新的頻譜，從而滿足相關(guān)頻率部署需求。同時(shí)還要運(yùn)用毫米波頻段，獲得2GHz 以上的頻段；運(yùn)用厘米波頻段，獲得幾百M(fèi)Hz 的頻段。所以，在eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下，所設(shè)置的頻段除了要滿足覆蓋需求外，還要滿足容量需求[9]. 為了保證5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署方案的可行性，還要科學(xué)配置中低頻段，而多個(gè)頻段需要容量相對(duì)較高，相關(guān)人員要重視對(duì)專用頻率的補(bǔ)充和完善。

（四）網(wǎng)絡(luò)部署方案

在進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間，要結(jié)合eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景，運(yùn)用5G 網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，完成對(duì)所需網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)化部署，同時(shí)還要采用5G 網(wǎng)絡(luò)逐步演進(jìn)的方式，對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作進(jìn)行分步驟完成。在建設(shè)5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要利用5G 無(wú)線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)LTE 技術(shù)互操作。同時(shí)還要采用站點(diǎn)傳輸?shù)姆绞?，安全、可靠地傳輸和管理控制面信息[10]，并借助5G 站點(diǎn)，確保用戶面的容量得以大幅度提高。在接入eMBB 業(yè)務(wù)時(shí)，要重視對(duì)5G 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用；在確定網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)，要采用NGFI 架構(gòu)方式，保證資源池實(shí)現(xiàn)效果，從而最大限度地提高基站回傳資源利用率。eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下的無(wú)線接入網(wǎng)部署方案如圖1 所示。

在建設(shè)5G 獨(dú)立站點(diǎn)時(shí)， 要運(yùn)用C-RAN 架構(gòu)方式，完成對(duì)基站回傳網(wǎng)的構(gòu)建，同時(shí)使用基帶單元與射頻拉遠(yuǎn)模塊，構(gòu)建無(wú)線云中心（Radio Cloud Center，RCC）；使用射頻拉遠(yuǎn)模塊，構(gòu)建射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)（RadioRemote System，RRS）。另外，在射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用背景下，可以將其控制面與用戶面隔離開(kāi)來(lái)，確保兩者之間處于一種相互分離狀態(tài)，然后使用系統(tǒng)控制面發(fā)送控制信息；使用系統(tǒng)用戶面?zhèn)鬏斢脩粜畔?。在此基礎(chǔ)上，還要利用C-RAN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方式，將射頻拉遠(yuǎn)系統(tǒng)與無(wú)線云中心進(jìn)行有效地連接，使其連接為統(tǒng)一整體，再接入相應(yīng)的核心網(wǎng)。在建設(shè)5G 共址站點(diǎn)時(shí)，要在參照原有鏈路資源的基礎(chǔ)上，安全可靠地傳輸控制面信息，使得用戶面的容量得以大幅度提高。最后，運(yùn)用5G 網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)eMBB 業(yè)務(wù)的成功接入。

三、基于eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署注意事項(xiàng)

5G 移動(dòng)通信具有速度高、寬帶大、時(shí)延低等特點(diǎn)。應(yīng)用場(chǎng)景不同，所對(duì)應(yīng)的新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署也存在一定的差異性。通過(guò)運(yùn)用5G 移動(dòng)通信技術(shù)，可以完成對(duì)高性能移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，不斷擴(kuò)大移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模。在高速度、高寬帶的狀態(tài)下，可以有效地提高增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）的基帶速率；在進(jìn)行5G 移動(dòng)通信時(shí)，eMBB 作為一種重要應(yīng)用場(chǎng)景，具有高熱點(diǎn)、高速率、高容量等特點(diǎn)。為保證5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署水平，相關(guān)人員要從以下三個(gè)方面入手，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)部署，促使5G 網(wǎng)絡(luò)部署變得更加靈活化、創(chuàng)新化。

（一）CU+DU分層

在進(jìn)行集中部署CU（命令基站）時(shí)，要將CU（命令基站）統(tǒng)一部署到控制面上，從而形成獨(dú)立、統(tǒng)一的控制面，然后利用該控制面，對(duì)不同CU（命令基站）面進(jìn)行針對(duì)性地管理。若干個(gè)DU（數(shù)據(jù)基站）均屬于CU（命令基站），通過(guò)利用DU（數(shù)據(jù)基站），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)無(wú)線資源的統(tǒng)一化管理。另外，在CU+DU 分層組網(wǎng)管理模式應(yīng)用下，可以實(shí)現(xiàn)智能化控制和操作控制面。在保證DU（數(shù)據(jù)基站）分區(qū)部署水平的基礎(chǔ)上，要結(jié)合熱點(diǎn)區(qū)域劃分情況，運(yùn)用超密集部署方式，保證降溫面積下的超高吞吐率。在以上基站中，通過(guò)運(yùn)用DU（數(shù)據(jù)基站），對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行集中控制；通過(guò)運(yùn)用CU（命令基站），對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)節(jié)化控制，確保這兩個(gè)基站能夠分工協(xié)作。

（二）設(shè)置虛擬化的超密機(jī)組網(wǎng)架構(gòu)

在設(shè)置控制面時(shí)，要將其直接設(shè)置為虛擬化的超密機(jī)組網(wǎng)架構(gòu)，結(jié)合eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景高熱點(diǎn)性、高容量性特點(diǎn)，從以下幾個(gè)方面入手，完成對(duì)虛擬化的超密機(jī)組網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)置。首先，要采用集成控制面的方式，科學(xué)部署用戶面功能基站，同時(shí)還要采用分離模式，對(duì)超密集組網(wǎng)進(jìn)行分離處理，避免對(duì)控制面產(chǎn)生不良影響。在抽取各個(gè)基站的部分資源時(shí)，要采用承載統(tǒng)一的方式，對(duì)虛擬控制網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大型虛擬信令基站的構(gòu)建，同時(shí)還要運(yùn)用信令基站，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行承載處理，完成對(duì)虛擬化的超密機(jī)組網(wǎng)架構(gòu)的科學(xué)化設(shè)置。

（三）超高可靠和低時(shí)延通信模式構(gòu)建

在構(gòu)建超高可靠和低時(shí)延通信模式時(shí)，要重視對(duì)無(wú)線資源的利用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)控制信令資源的統(tǒng)一化傳輸和存儲(chǔ)，保證各項(xiàng)控制信令資源控制水平。另外，還要重視對(duì)分層部署架構(gòu)的設(shè)置。在eMBB 應(yīng)用場(chǎng)景下，為充分發(fā)揮和利用5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，要結(jié)合用戶終端數(shù)據(jù)量小、移動(dòng)速率高、功耗低等特點(diǎn)，科學(xué)化部署無(wú)線網(wǎng)，確保業(yè)務(wù)與用戶之間建立良好的連接關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，還要結(jié)合用戶接入控制需求，全面化收集和匯聚用戶各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)，并落實(shí)好相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)工作，將其轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)基站中，由數(shù)據(jù)基站統(tǒng)一處理這些數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線資源的智能化控制，促使整個(gè)移動(dòng)通信場(chǎng)景向人性化、創(chuàng)新化、專業(yè)化方向不斷發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于eMBB 而言，其應(yīng)用和部署對(duì)后期驗(yàn)證5G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)方面發(fā)揮著重要作用。為保證網(wǎng)絡(luò)部署水平，要結(jié)合高速場(chǎng)景、密集組網(wǎng)等不同場(chǎng)景應(yīng)用情況，選擇合適的部署方式，這樣不僅可以顯著提升移動(dòng)平滑性，還能保證終端切換成功率，同時(shí)還能減小終端掉話率，極大地提高用戶使用體驗(yàn)。

作者單位：張林 中國(guó)廣電山東網(wǎng)絡(luò)有限公司茌平分公司