基于eMBB應用場景下的5G無線網絡部署方案設計

關鍵詞：eMBB；應用場景；5G 無線網絡部署

在無線通信技術不斷推廣和普及的背景下，人們對無線應用提出了更高的要求，促使無線數據業(yè)務增長速度越來越快。無線通信技術在未來發(fā)展中，除了要符合人們的高質量通信需求外，還要為提高國民經濟水平提供重要技術支持，提升5G 應用前景。ITU 通過運用5G 網絡技術，有效地定義以下三大應用場景[1]：增強移動寬帶（Enhance Mobile Broadband，eMBB）； 海量物聯(lián)網通信（Massive Machine Type of Communication，mMTC）；超高可靠性與超低時延業(yè)務（Ultra-Reliable& Low-Latency Communications，URLLC）。應用場景不同，對網絡性能指標提出的要求也有所不同，為保證網絡部署水平，要循序漸進地引入和使用5G 網絡，并結合eMBB 應用場景，提出相應的5G 無線網絡部署方案。

一、5G 應用場景

結合5G 網絡多樣化發(fā)展特點，其應用場景主要包含廣域覆蓋、機器間通信、大型露天集會、地鐵等部分，應用場景不同，所對應的業(yè)務類型組合方式也存在一定的差異，這充分體現(xiàn)了業(yè)務需求場景的應用特點。ITURIMT2020andbeyond成功定義和推廣以下三種應用場景。接下來，對三種應用場景進行詳細介紹。

（一）eMBB

增強移動寬帶（eMBB）主要是指在參照現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務場景的前提下，不斷地提高網絡速度，為用戶提供良好的使用體驗。例如：在eMBB 應用場景下，播放5K 高清視頻，其峰值始終維持在12Gbps 左右。經過預測發(fā)現(xiàn)，全球IP 視頻流量出現(xiàn)指數型增長，同時，移動數據流量增長幅度是原來的8 倍左右。目前，高清視頻作為一種重要業(yè)務，在管理移動通信網絡流量中發(fā)揮出重要作用，所以，為滿足5G 網絡迅猛發(fā)展需求，在eMBB 應用場景下，市面上會出現(xiàn)大量的流媒體，為基于eMBB 應用場景下的5G 無線網絡部署方案設計人們的日常生活和工作提供極大的便利。eMBB 主要應用于虛擬現(xiàn)實、超高清視頻等領域，這類應用場景通常對帶寬提出了更高的要求。eMBB 應用場景的關鍵性能指標參數如表1 所示。

從表1 中的數據可以看出，對于慢速移動用戶而言，其用戶體驗速率相對較低，僅僅達到2Gbit/s 量級，當信噪比較差時，應將用戶體驗速率控制在100Mbit/s 以上，將業(yè)務密度控制為12Tbit/s/km2；對于高速移動用戶而言，需要其移動速率控制為500km/h；對于用戶平面而言，其延時應控制為5ms[3]。另外，eMBB 應用場景還涉及交互類操作，例如，為了保證虛擬現(xiàn)實體驗的真實性，要將時延設置為10ms 量級。

（二）mMTC

海量物聯(lián)網通信（mMTC）主要應用于智慧城市建設、智能家居打造、視頻監(jiān)控等領域中，mMTC 應用場景通常對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。在建設智慧城市期間，要優(yōu)先選用低成本、低功耗的抄表[4]，并利用5G 網絡，完成對海量小數據包的高效化連接；在打造智能家居時，并沒有對業(yè)務時延提出較高要求，但是所設置的終端應結合溫度、振動、旋轉速度，對家居電器工作環(huán)境進行控制；在進行視頻監(jiān)控時，要保證部署密度，同時還要為終端提供高速率寬帶[5]。

（三）URLLC

超高可靠性與超低時延業(yè)務（URLLC）主要應用于自動駕駛監(jiān)測、工業(yè)機器設備加工制造等領域中。URLLC 應用場景通常對時延可靠性提出了更高的要求，在進行自動駕駛監(jiān)測時，保證其監(jiān)測實時性，要將時延設置到毫秒級；在進行工業(yè)機器設備加工制造時[6]，要將時延設置到十毫秒級，并將其可用性控制為100%。URLLC 應用場景相關業(yè)務指標設置如表2 所示。

二、支持eMBB 應用的5G 無線網絡部署方案

最近幾年，隨著超高清、三維視頻的出現(xiàn)和推廣，有效地提高驅動數據速率，例如：通過對8K 三維視頻進行壓縮處理后，其傳輸速率達到2Gbit/s。為滿足移動互聯(lián)網使用需求，提高5G 技術發(fā)展水平，加強對eMBB（增強移動寬帶）的應用顯得尤為重要[7]。

（一）網絡性能要求

結合5G 應用場景，定義5G 網絡關鍵性能指標（KeyPerformance Indicators. KPI），并確定出相應的要求。在進行5G 網絡規(guī)劃時，要結合KPI 指標，確定出合適的規(guī)劃目標。5G 網絡KPI 性能如表3 所示。

（二）終端支持情況

美國于2016 年展開3GPPRAN1#87 次會議，在會議上明確提出增強移動寬帶（eMBB）場景，并制定出相應的信道編碼技術方案。另外，將Polar 碼、LDPC 碼分別設置為控制數據信道編碼方案[8]。所以，為保證終端產品形態(tài)構建水平，相關人員要重視對eMBB 應用支持。

（三）頻率部署方案

在eMBB 應用場景下，要結合流量增長需求，為其提供超高速率寬帶，并增加新的頻譜，從而滿足相關頻率部署需求。同時還要運用毫米波頻段，獲得2GHz 以上的頻段；運用厘米波頻段，獲得幾百MHz 的頻段。所以，在eMBB 應用場景下，所設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 無線網絡部署方案的可行性，還要科學配置中低頻段，而多個頻段需要容量相對較高，相關人員要重視對專用頻率的補充和完善。

（四）網絡部署方案

在進行5G 網絡建設期間，要結合eMBB 應用場景，運用5G 網絡各項關鍵技術，完成對所需網絡的科學化部署，同時還要采用5G 網絡逐步演進的方式，對網絡建設工作進行分步驟完成。在建設5G 網絡時，要利用5G 無線技術，實現(xiàn)LTE 技術互操作。同時還要采用站點傳輸的方式，安全、可靠地傳輸和管理控制面信息[10]，并借助5G 站點，確保用戶面的容量得以大幅度提高。在接入eMBB 業(yè)務時，要重視對5G 網絡的運用；在確定網絡架構時，要采用NGFI 架構方式，保證資源池實現(xiàn)效果，從而最大限度地提高基站回傳資源利用率。eMBB 應用場景下的無線接入網部署方案如圖1 所示。

在建設5G 獨立站點時， 要運用C-RAN 架構方式，完成對基站回傳網的構建，同時使用基帶單元與射頻拉遠模塊，構建無線云中心（Radio Cloud Center，RCC）；使用射頻拉遠模塊，構建射頻拉遠系統(tǒng)（RadioRemote System，RRS）。另外，在射頻拉遠系統(tǒng)的應用背景下，可以將其控制面與用戶面隔離開來，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ⅰＴ诖嘶A上，還要利用C-RAN 網絡架構方式，將射頻拉遠系統(tǒng)與無線云中心進行有效地連接，使其連接為統(tǒng)一整體，再接入相應的核心網。在建設5G 共址站點時，要在參照原有鏈路資源的基礎上，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，運用5G 網絡完成對eMBB 業(yè)務的成功接入。

三、基于eMBB 應用場景下5G 無線網絡部署注意事項

5G 移動通信具有速度高、寬帶大、時延低等特點。應用場景不同，所對應的新型無線網絡架構部署也存在一定的差異性。通過運用5G 移動通信技術，可以完成對高性能移動互聯(lián)網的構建，不斷擴大移動互聯(lián)網規(guī)模。在高速度、高寬帶的狀態(tài)下，可以有效地提高增強移動寬帶（eMBB）的基帶速率；在進行5G 移動通信時，eMBB 作為一種重要應用場景，具有高熱點、高速率、高容量等特點。為保證5G 無線網絡部署水平，相關人員要從以下三個方面入手，對其進行科學部署，促使5G 網絡部署變得更加靈活化、創(chuàng)新化。

（一）CU+DU分層

在進行集中部署CU（命令基站）時，要將CU（命令基站）統(tǒng)一部署到控制面上，從而形成獨立、統(tǒng)一的控制面，然后利用該控制面，對不同CU（命令基站）面進行針對性地管理。若干個DU（數據基站）均屬于CU（命令基站），通過利用DU（數據基站），可以實現(xiàn)對各項無線資源的統(tǒng)一化管理。另外，在CU+DU 分層組網管理模式應用下，可以實現(xiàn)智能化控制和操作控制面。在保證DU（數據基站）分區(qū)部署水平的基礎上，要結合熱點區(qū)域劃分情況，運用超密集部署方式，保證降溫面積下的超高吞吐率。在以上基站中，通過運用DU（數據基站），對所需數據進行集中控制；通過運用CU（命令基站），對所需數據進行細節(jié)化控制，確保這兩個基站能夠分工協(xié)作。

（二）設置虛擬化的超密機組網架構

在設置控制面時，要將其直接設置為虛擬化的超密機組網架構，結合eMBB 應用場景高熱點性、高容量性特點，從以下幾個方面入手，完成對虛擬化的超密機組網架構的設置。首先，要采用集成控制面的方式，科學部署用戶面功能基站，同時還要采用分離模式，對超密集組網進行分離處理，避免對控制面產生不良影響。在抽取各個基站的部分資源時，要采用承載統(tǒng)一的方式，對虛擬控制網絡架構進行處理，從而實現(xiàn)對大型虛擬信令基站的構建，同時還要運用信令基站，對海量數據進行承載處理，完成對虛擬化的超密機組網架構的科學化設置。

（三）超高可靠和低時延通信模式構建

在構建超高可靠和低時延通信模式時，要重視對無線資源的利用，從而實現(xiàn)對各項控制信令資源的統(tǒng)一化傳輸和存儲，保證各項控制信令資源控制水平。另外，還要重視對分層部署架構的設置。在eMBB 應用場景下，為充分發(fā)揮和利用5G 網絡技術的應用優(yōu)勢，要結合用戶終端數據量小、移動速率高、功耗低等特點，科學化部署無線網，確保業(yè)務與用戶之間建立良好的連接關系。在此基礎上，還要結合用戶接入控制需求，全面化收集和匯聚用戶各項相關數據，并落實好相關轉發(fā)工作，將其轉發(fā)到數據基站中，由數據基站統(tǒng)一處理這些數據，從而實現(xiàn)對無線資源的智能化控制，促使整個移動通信場景向人性化、創(chuàng)新化、專業(yè)化方向不斷發(fā)展。

四、結束語

綜上所述，對于eMBB 而言，其應用和部署對后期驗證5G 網絡關鍵技術方面發(fā)揮著重要作用。為保證網絡部署水平，要結合高速場景、密集組網等不同場景應用情況，選擇合適的部署方式，這樣不僅可以顯著提升移動平滑性，還能保證終端切換成功率，同時還能減小終端掉話率，極大地提高用戶使用體驗。

作者單位：張林 中國廣電山東網絡有限公司茌平分公司