理论教育 建设5G轻形态网络的分析介绍

建设5G轻形态网络的分析介绍

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在5G阶段,因为需要服务更多用户、支持更多连接、提供更高速率以及多样化用户体验,网络性能等指标需求的爆炸性增长将使网络更加难以承受其“重”。为了应对在5G网络部署、维护及投资成本上的巨大挑战,对5G网络的研究应总体致力于建设满足部署轻便、投资轻度、维护轻松、体验轻快要求的“轻形态”网络,其应具备以下的特点。部署轻便基站密度的提升使得网络部署难度逐渐加大,轻便的部署要求将对运营商未来网络建设起到重要作用。

建设5G轻形态网络的分析介绍

移动通信系统1G到4G的发展是无线接入技术的发展,也是用户体验的发展。每一代的接入技术都有自己鲜明的特点,同时每一代的业务都给予用户更全新的体验。然而,在技术发展的同时,无线网络已经越来越“重”,包括:

·“重”部署:基于广域覆盖、热点增强等传统思路的部署方式对网络层层加码,另外泾渭分明的双工方式,以及特定双工方式与频谱间严格的绑定,加剧了网络之重(频谱难以高效利用、双工方式难以有效融合)。

·“重”投入:无线网络越来越复杂使得网络建设投入加大,从而导致投资回收期长,同时对站址条件的需求也越来越高;另外,很多关键技术的引入对现有标准影响较大、实现复杂,从而使得系统达到目标性能的代价变高。

·“重”维护:多接入方式并存,新型设备形态的引入带来新的挑战,技术复杂使得运维难度加大,维护成本增高;无线网络配置情况愈加复杂,一旦配置则难以改动,难以适应业务、用户需求快速发展变化的需要。

在5G阶段,因为需要服务更多用户、支持更多连接、提供更高速率以及多样化用户体验,网络性能等指标需求的爆炸性增长将使网络更加难以承受其“重”。为了应对在5G网络部署、维护及投资成本上的巨大挑战,对5G网络的研究应总体致力于建设满足部署轻便、投资轻度、维护轻松、体验轻快要求的“轻形态”网络,其应具备以下的特点。

(1)部署轻便

基站密度的提升使得网络部署难度逐渐加大,轻便的部署要求将对运营商未来网络建设起到重要作用。在5G的技术研究中,应考虑尽量降低对部署站址的选取要求,希望以一种灵活的组网形态出现,同时应具备即插即用的组网能力。

(2)投资轻度

从既有网络投入方面考虑,在运营商无线网络的各项支出中(见图2-3),OPEX(Op-erating Expense,运营性支出)占比显著,但CAPEX(Capital Expenditure,资本性支出)仍不容忽视,其中设备复杂度、运营复杂度对网络支出影响显著。随着网络容量的大幅提升,运营商的成本控制面临巨大挑战,未来的网络必须要有更低的部署和维护成本,那么在技术选择时应注重降低两方面的复杂度。

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图2-3 运营商无线网络支出构成示例(基于文献[2]数据计算)

新技术的使用一方面要有效控制设备的制造成本,采用新型架构等技术手段降低网络的整体部署开销;另一方面还需要降低网络运营复杂度,以便捷的网络维护和高效的系统优化来满足未来网络运营的成本需求;应尽量避免基站数量不必要的扩张,尽量做到站址利旧,基站设备应尽量轻量化、低复杂度、低开销、采用灵活的设备类型,在基站部署时应能充分利用现有网络资源,采用灵活的供电和回传方式。

(3)维护轻松

随着3G的成熟和4G的商用,网络运营已经出现多网络管理和协调的需求,在未来5G系统中,多网络的共存和统一管理都将是网络运营面临的巨大挑战。为了简化维护管理成本,也为了统一管理提升用户体验,智能的网络优化管理平台将是未来网络运营的重要技术手段。

此外,运营服务的多样性,如虚拟运营商的引入,对业务QoS(Quality of Service,服务质量)管理及计费系统会带来影响。因而相比既有网络,5G的网络运营应能实现更加自主、更加灵活、更低成本和更快适应地进行网络管理与协调,要在多网络融合和高密复杂网络结构下拥有自组织的灵活简便的网络部署和优化技术。

(4)体验轻快

网络容量数量级的提升是每一代网络最鲜明的标志和用户最直观的体验,然而5G网络不应只关注用户的峰值速率和总体的网络容量,更需要关心的是用户体验速率,要小区去边缘化以给用户提供连续一致的极速体验。此外,不同的场景和业务对时延、接入数、能耗、可靠性等指标有不同的需求,不可一概而论,而是应该因地制宜地全面评价和权衡。总体来讲,5G系统应能够满足个性、智能、低功耗的用户体验,具备灵活的频谱利用方式、灵活的干扰协调/抑制处理能力,移动性性能得到进一步的提升。

另外,移动互联网的发展带给用户全新的业务服务,未来网络的架构和运营要向着能为用户提供更丰富的业务服务方向发展。网络智能化,服务网络化,利用网络大数据的信息和基础管道的优势,带给用户更好的业务体验,游戏发烧友音乐达人、微博控以及机器间通信等,不同的用户有不同的需求,更需要个性化的体验。未来网络架构和运营方式应使得运营商能够根据用户和业务属性以及产品规划,灵活自主地定制网络应用规则和用户体验等级管理等。同时,网络应具备智能化认知用户使用习惯,并能根据用户属性提供更加个性化的业务服务。

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