5G建網(wǎng)挑戰(zhàn)
未來的5G網(wǎng)絡應該體現(xiàn)大容量、低能耗、低成本三大技術要求。與現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡相比，5G基站的天線數(shù)目可能從4根增至64根或者更高，致使基站的處理能力倍增，能耗也相應增大，這將對基站機房提出更高的要求。
5G將是一種高頻、低頻混用的技術體系，當前頻譜資源日趨緊張，3GHz~6GHz是未來滿足6GHz以下頻譜缺口的主要頻率范圍，較4G核心頻段連續(xù)頻譜資源更寬，較毫米波頻段傳播特性更好，是峰值速率和覆蓋能力兩方面的理想折中。
由此帶來的問題是，頻率升高造成基站的覆蓋范圍從4G網(wǎng)絡覆蓋的數(shù)百米縮小至數(shù)十米。同時為了滿足高速率大容量的需求，基站數(shù)目將大大增加。在同樣的連續(xù)覆蓋場景中，所需5G基站的數(shù)量可能達到4G基站的1.5~2倍，這將導致基站部署更加密集化。
除了上述因素可能帶來的一系列技術難題外，對運營商影響最大是5G網(wǎng)絡建設及運營成本的問題，包括設備采購、能源消耗、站點建設以及機房租用等負擔都將十分沉重。加之基站選址和租賃經(jīng)常遇到物業(yè)協(xié)調方面的阻礙，而上述問題會進一步加劇在4G網(wǎng)絡建設中已經(jīng)出現(xiàn)的站址資源獲取困難等情況，從而影響網(wǎng)絡建設進度，降低網(wǎng)絡質量。利用5G新技術和新型建設方式有效解決上述問題，對于推動我國5G網(wǎng)絡建設進程具有重要的意義。
5G建網(wǎng)技術
為解決上述問題，降本增效地實現(xiàn)5G網(wǎng)絡建設的落地，需要充分利用如下幾種新技術。
基站云化
未來5G基站的建設將采用BBU+AAU的模式，其中BBU包含CU(Centralized Unit，集中單元)和DU(Distributed Unit，分布單元)功能。CU、DU可靈活實現(xiàn)合并或分離部署，而AAU一般集成了射頻單元的16TR或64TR天線。
5G網(wǎng)絡將實現(xiàn)轉發(fā)與控制分離，CU、DU可以有3種主要的部署方式，分別為D-RAN、云化CU分布式DU、云化CU集中式DU。D-RAN方式，即將CU與DU共同部署在5G節(jié)點機房中，形成分布式結構;云化CU分布式DU，即CU為部署在中心機房的云化模塊，而DU隨AAU部署在相應的5G節(jié)點機房中;云化CU集中式DU，即CU為部署在中心機房的云化模塊，DU集中部署在一個5G節(jié)點機房中，形成DU池。
小基站
小基站是作為分流技術引入的低功率的無線接入節(jié)點，利用智能化技術對傳統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡補充與完善，信號一般可以覆蓋10~200m的區(qū)域范圍。4G階段引入了異構網(wǎng)絡的概念HetNet，網(wǎng)絡成為由宏蜂窩與微蜂窩組成的多層蜂窩網(wǎng)絡，網(wǎng)絡開始呈現(xiàn)多制式融合的趨勢。小微基站的大量部署尤其適合高樓林立、用戶集中的中國城市環(huán)境。運營商通過部署小微基站可以增強頻譜資源的復用能力，提升用戶服務質量。5G時代無線網(wǎng)絡將變?yōu)槎喾N無線技術全面融合的超密集型網(wǎng)絡結構，站址資源更加緊張。而小基站在密集組網(wǎng)、快速選址、快速建設以及室內外覆蓋等多個方面都具備良好的性能，將在5G階段得到更加廣泛的應用。
室內覆蓋
現(xiàn)網(wǎng)DAS(Distributed Antenna System)系統(tǒng)存量室分無源器件(包括天線、功分器、耦合器、合路器)工作頻段一般為800MHz~2.7GHz，不支持5G主流的C頻段或更高頻段。部署5G室內分布系統(tǒng)無法利用已有分布系統(tǒng)，需全部新建。即使新建適合5G主流頻段的DAS系統(tǒng)，因為3.5GHz以上頻段線纜損耗較大，為了使覆蓋能力和原有系統(tǒng)相當，需提高信源功率或者增加信源。而5G對流量密度需求很高，現(xiàn)有DAS系統(tǒng)很難實現(xiàn)較高的流量密度。
同時，隨著5G多天線技術在室分的應用，4T4R信源將成為Sub-6GHz的主流信源形態(tài)，甚至會出現(xiàn)8T8R室分信源。在5G系統(tǒng)中使用現(xiàn)有DAS支持4/8路室分，則需要四/八路饋線，即使采用雙極化天線，饋線數(shù)量也需要加倍，工程落地十分困難，且建設多路室分DAS系統(tǒng)，饋線、耦合器、功分器、天線數(shù)量翻倍，導致成本直線增長。這些共同決定了5G室內覆蓋需要新建新型室內分布系統(tǒng)。
目前，針對5G室內分布系統(tǒng)主要有兩種設想。其一是新建光纖分布系統(tǒng)，用光纖進行室內布網(wǎng)，降低施工難度，降低施工成本，同時滿足5G的高工作頻段要求，能夠實現(xiàn)多系統(tǒng)間的共享。其二是采用分布式小基站，主流設備廠家已有類似產(chǎn)品，但4G的分布式小基站目前只支持單模，無法實現(xiàn)多模共用，5G仍需要新建分布式小基站系統(tǒng)。
5G建網(wǎng)與部署
運營商的5G戰(zhàn)略投資受到市場形態(tài)以及運營商在競爭中的地位等因素影響，進而使其在網(wǎng)絡的部署規(guī)劃上選擇不同的方案、時間點和部署節(jié)奏。目前，業(yè)界普遍認為5G將有兩種網(wǎng)絡部署場景：獨立組網(wǎng)和非獨立組網(wǎng)。
獨立組網(wǎng)即新建5G網(wǎng)絡，包括新基站、回程鏈路和核心網(wǎng)。非獨立組網(wǎng)將借助于已有4G基礎設施，將5G小基站部署在高業(yè)務密度區(qū)域。獨立組網(wǎng)的優(yōu)點是可以在提供高性能的前提下形成較大的規(guī)模性經(jīng)濟，5G獨立組網(wǎng)將使得4G和5G業(yè)務并行運行，并且避免了與LTE網(wǎng)絡整合過程中可能會出現(xiàn)的互操作復雜等問題，覆蓋全國范圍內的規(guī)模組網(wǎng)對于5G普及和提升服務質量具有重要意義，但是這樣的獨立組網(wǎng)建設在初期成本相對較高。
相比之下，非獨立組網(wǎng)能夠更快地將5G推向市場，但非獨立組網(wǎng)可能更適合局部熱點區(qū)域部署，而不是大規(guī)模的全國性部署，并且非獨立組網(wǎng)與現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡的互操作也非常復雜。運營商需要根據(jù)自身實際情況選擇是否在5G部署初期直接引入NGC(Next Generation Core，5G核心網(wǎng))，或在引入NR(New Radio，5G接入網(wǎng))之后，再進行NGC的建設。不同的現(xiàn)狀與建設方式，會使5G網(wǎng)絡的建設節(jié)奏與形態(tài)演變出現(xiàn)很大的差異。
出于對不同的戰(zhàn)略和業(yè)務發(fā)展需要的考慮，運營商對不同使用場景的訴求也不同。運營商可在5G初期以eMBB(Enhance Mobile Broadband，增強移動寬帶)為主導引入，后續(xù)逐漸加入、加強mMTC(massive Machine Type of Communication，大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng))和uRLLC(ultra Reliable & Low Latency Connection，低時延高可靠連接)業(yè)務。也可以拓展更廣闊客戶資源為出發(fā)點，以開拓政企業(yè)務、IoT業(yè)務為目的，在5G初期一起引入eMBB、mMTC和uRLLC。
除了發(fā)展戰(zhàn)略與商業(yè)因素外，現(xiàn)網(wǎng)條件和未來技術規(guī)劃也對5G網(wǎng)絡的引入具有很大影響。例如，網(wǎng)絡虛擬化技術的發(fā)展也影響到運營商5G部署的選擇：虛擬化程度領先的運營商，可能傾向于接受架構中選項的數(shù)目和演進步驟較多的情況;由于硬件是通用的，很多情況下演進只需要進行軟件升級。相反，虛擬化程度較低的運營商，則希望選項的數(shù)目盡量少一些，最大程度簡化網(wǎng)絡演進的步驟。這樣可以減小演進對于現(xiàn)網(wǎng)帶來的影響，特別是需要硬件更換的演進升級。
運營商所擁有的頻譜資源的豐富性，包括5G低頻(Sub-6GHz)和高頻毫米波頻段資源，也是一個重要影響因子。若運營商擁有較豐富、優(yōu)質的Sub-6GHz作為覆蓋，同時又有高頻來增強容量，那么采用SA(Standalone，獨立組網(wǎng))的可能性相對較大。反之，則采用NSA(Non-Standalone，非獨立組網(wǎng))可能性較大。另外，不同運營商對于Sub-6GHz覆蓋能力的考慮、評估和需求也不盡相同，這也將影響到運營商對于SA或NSA的傾向性。
同時，還有很多其他的因素，包括終端、站點站址的選擇、傳輸資源、NGC與4G核心網(wǎng)的關系和演進、漫游等，尤其是標準的制定凍結時間點以及相關的產(chǎn)品的設計的時間點，都會影響到網(wǎng)絡部署與演進方案的選擇。
5G試驗網(wǎng)建設
運營商的5G試驗正在加緊進行中。中國移動在2017年5月確立了全國首批5G試驗網(wǎng)城市：北京、上海、廣州、蘇州、寧波，在這些城市開展5G試驗網(wǎng)建設，進行5G外場測試，以推進5G平臺架構成熟，并驗證3.5GHz頻段組網(wǎng)的關鍵性能，2018年將在數(shù)個城市，每個城市建大約20個站點進行規(guī)模試驗，形成端到端商用產(chǎn)品和預商用網(wǎng)絡;2019年，繼續(xù)擴大試驗網(wǎng)規(guī)模，完成預商用和多廠家互操作測試;2020年，預計全網(wǎng)5G基站將會達到萬站規(guī)模，從而實現(xiàn)商用產(chǎn)品規(guī)模部署。
中國聯(lián)通也計劃從2017-2019年在6個城市進行容量和性能測試，2020年商用前建設約1000個站。
中國電信在某市的5G試驗已完成階段測試，站點為位于城區(qū)的樓頂站。階段性測試中選擇了極近、近、中、遠點進行測試，極近點速率達到近1.1Gbit/s，遠點速率約0.2Gbit/s，平均端到端時延和PDCP層環(huán)回時延均少于8ms。
5G將滲透到未來社會的各個領域，以用戶為中心構建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。新一代通信技術將使信息突破時空限制，提供極佳的交互體驗，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴，還將拉近萬物的距離，通過無縫融合的方式，便捷地實現(xiàn)人與萬物的智能互聯(lián)。相信在不久的將來，5G網(wǎng)絡部署將為全社會的建設與發(fā)展做出巨大的貢獻。
