针对行业用户的5G规划研究

2020-08-26

广东通信技术 2020年8期

1 引言

5G网络采用了新的网络架构、空口技术、频谱等，业务范围也从传统的个人移动通信拓展为个人业务（ToC）和行业应用（ToB）。对个人业务而言，其网络规划类似于传统移动网络规划；但行业应用由于行业差异较大，导致不同行业对网络的需求不一样，规划也存在差异性。

针对5G行业应用应做好需求分析，针对不同的网络覆盖和承载需求，制定合理的网络建设方案。

2 行业需求分析

行业用户与个人用户的最大区别就在于需求不同。不同的行业有不同的特点，如何识别行业应用的需求和特点，并将行业应用需求翻译为客户对带宽、时延、连接数、可靠性、安全性等指标要求，是决定如何规划的重要依据。

分析行业应用的特点和需求，需重点了解以下问题。

2.1 行业应用需求场景

根据行业应用的需求情况确定行业应用的场景，将行业应用地理化显示，确定覆盖范围，如主要是分布在园区还是旅游区，是医院还是大学，是室外还是室内等，如图1所示。

2.2 行业应用需求类型和指标要求

对行业应用进行分类并分析其特点，找出这些行业应用的主要关键指标，如无人机应用，对上下行带宽要求都比较高。不同类型的应用对网络的指标要求差异较大，其中关键指标要求有：带宽、时延、连接数、可靠性等。

图1 行业场景分类示意图

5G典型行业应用对应的业务指标需求如表1所示。

表1 5G典型业务指标需求参考

2.3 其它网络需求

部分行业用户对网络还有一些独特需求，如网络安全性、信息安全性、网络独享性等。针对这些需求，要综合考虑技术方案的可行性、建设成本等。

目前5G专网建设还存在一些频率许可、核心网投资过大、后期维护难等问题，在规划时需根据客户的需求进行综合考虑。

3 确定网络方案

对上述行业用户的需求进行深入分析，了解客户的真正诉求，并根据这种诉求制定与之网络能力相匹配的网络方案，包含网络切片方案、移动边缘计算（MEC）方案、基站建设方案、室分分布系统建设方案等，如图2所示。

图2 网络架构及切片示意图

3.1 网络切片

网络切片可由运营商使用，基于同客户签订的Service level Agreement（SLA）业务服务协议，为不同垂直行业、不同客户、不同业务提供相互隔离、功能可定制的网络服务，为企业可管、可控，是一个提供特定网络能力和特性的逻辑网络。

网络切片管理功能需要跨域协同（接入网、核心网、传输网、数据中心等）实现整体端到端切片的管理和编排；但对5G无线网而言，其空口资源是共享且有限的，如果网络切片过多将导致无线网络有线化，降低资源利用率和网络容量，因此哪些行业应用需要切片，如何进行切片，需要几个切片是在进行网络规划时重点要考虑的内容。

根据行业应用的分类，建议具备以下特质的应用可以考虑进行网络切片：① 安全隔离要求高；② 成本敏感度低。

典型如远程医疗、电力监控、辅助驾驶等。

3.2 MEC（移动边缘计算）

在5G网络高容量热点场景中，用户体验速率达1 Gbit/s，峰值速率达10 Gbit/s，对网络带宽的要求高达几十Gbit/s，这将对无线回传网络造成巨大的压力，因此需要将业务向网络边缘尽可能下沉，以实现业务的本地分流。此外，在uRLLC低时延场景中，也需要将业务下沉至网络边缘，以减少网络传输和多级业务转发带来的网络时延。

顺应网络发展趋势，MEC将内容业务部署在网络边缘，可提升用户体验，降低时延，节省带宽资源，典型应用如移动办公、车联网、4K视频、AR/VR业务等，如图3所示。

图3 大流量业务部署MEC本地分流示意图

确认网络是否需要部署MEC，如何部署，部署在什么位置，需要多少服务器主要依据以下几个因素进行考虑：① 时延要求；② 本地分流要求；

当上述指标达到一定门限时，可考虑部署MEC。

3.3 无线网络

无线网络的规划主要根据覆盖区域和上下行速率等关键指标要求进行设置，包括：室外需要多少基站才能满足覆盖、容量和速率需求，站间距如何设置；是否需要部署室内分布系统，对哪些楼宇进行室内分布系统建设；采用什么样的设备类型、技术方案等。

针对不同的情况可采取不同的无线解决方案，如图4所示。① 覆盖不足：增加室外宏基站，增强覆盖；② 上下行速率不足：进行站址加密，可根据站间距情况综合考虑宏基站或微基站；③ 容量不足：进行多载波叠加；④室分覆盖不足：如果无法通过室外基站进行覆盖，则应增加室内分布系统的建设。根据室内容量要求，选择有源室分或无源室分。