中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0

中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 中国联通研究院 2022年5月 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 版权声明 本报告版权属于中国联合网络通信有限公司研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国联通研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 目录 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 ......................... 1 一、5G数字化室分需求和挑战 ......................................................... 3 二、5G数字化室分硬件架构 ............................................................. 4 （一）概述 ....................................................................................... 4 （二）5G数字化室分产品分类 ...................................................... 5 1.分布式架构微站 ......................................................................... 5 2.一体化微站 ................................................................................ 7 （三）基带单元硬件架构 ................................................................ 7 1.专用硬件平台设备 ..................................................................... 7 2.通用硬件平台设备 ..................................................................... 8 （四）汇聚单元硬件架构 ..............................................................10 （五）远端单元硬件架构 ..............................................................11 三、5G数字化室分功能要求 ...........................................................12 （一）灵活帧结构 .........................................................................12 （二）载波聚合 .............................................................................12 （三）分布式Massive MIMO .....................................................13 （四）室内高精度定位 ..................................................................14 （五）本地分流 .............................................................................15 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -4- （六）智能节能 .............................................................................18 四、5G数字化室分设备规划 ...........................................................21 （一）分布式微站设备规划 ..........................................................21 （二）扩展型微站设备规划 ..........................................................23 （三）一体化微站设备规划 ..........................................................24 （四）面向行业应用的数字化室分设备规划 ................................25 五、总结与展望 ................................................................................28 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -1- 前 言 当前中国已建成全球最佳5G网络，截止2021年11月，共计建成基站127万个，100%地级市城区，97%+县城城区，50%的乡镇镇区均已实现5G覆盖。5G手机终端连接数已经达到4.71亿，用户渗透率达到28.7%。 5G室外网络经过2年的大规模部署，建设已经进入尾声，后续将重点进行室内网络的建设。室内场景环境“复杂”，覆盖需求多样化，5G室内设备需支持多种形态，满足差异化部署需求。5G数字化室分具有架构简单、部署灵活、工程成本低、多制式深度覆盖的特点，适用于热点扩容和盲点补充，帮助运营商快速解决室内网络覆盖问题。 中国联通于2019年上海MWC发布了《中国联通5G数字化室分技术白皮书》，该白皮书提出了数字化室分产品演进的趋势以及中国联通数字化室分产品规划。同时成立了5G数字化室分创新发展联盟，联合业界各厂家共同推动5G数字化室分生态链。 3年以来，中国联通一直致力于推动数字化室分产品的开发和应用推广，首先从标准上牵引产业链发展，牵头完成5G数字化室内分布系统行业标准。在商用推广上，完成了主设备厂家分布式微站二期和三期的集中采购，率先在业内完成13家扩展型微站NG接口兼容性测试以及5G扩展型微站设备的招募测试。 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -2- 本白皮书根据5G数字化室分架构、关键技术路标以及对5G网络建设的主要挑战，提出了5G数字化室分设备硬件架构、设备形态及能力要求，并对5G数字化室分设备路标做了目标规划。通过公开发布《中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0》，我们向业界合作伙伴阐述中国联通对5G数字化室分设备演进的思路，号召合作伙伴积极响应中国联通5G数字化室分设备的演进需求，做好5G数字化室分设备新产品研究工作，并加快新技术、新工艺等在5G数字化室分设备中的应用，满足中国联通5G商用建设要求。 编写组成员： 郭希蕊、李福昌、张涛、范斌、王权、范天伟、魏进武、李红五、苗守野 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -3- 一、5G数字化室分需求和挑战 5G室外网络经过2年的大规模部署，建设已经进入尾声，后续将重点进行室内网络的建设。目前室内重点场景5G“有覆盖”，整体对齐率仍有差距，交通枢纽、大型场馆5G/4G站点对齐率超60%，其余场景下重点场景有5G覆盖，整体5G站点对齐率相比室外站点仍有较大差距，室内5G网络建设仍然任重道远。 面向未来，室内网络面临体验和容量的挑战，信息化高速发展对网络提出的更高的要求，全场景以单用户“泛在千兆”，兑现极致体验；高密场景以多用户基础体验，满足主流业务速率要求。随着5G终端的普及，容量快速增长，在高流量场景难以满足快速增长的容量诉求，导致体验下滑。 近年来5G在ToB垂直行业应用不断拓宽，新业务将驱动5G网络持续向泛在千兆进阶，传统业务加速变现，典型新业务出现，ToC/ToB齐头并进，随着后续5.5G的发展，XR Pro联接虚拟与现实必将对室内网络提出更高的要求。 综合智能制造、煤矿、医疗以及交通枢纽等场景，在AI质检、巡检机器人、人员监控、人员和物料定位等业务诉求，主要体现在高清视频、机器视觉、远程控制、位置服务等方面，对于5G网络提出了6大要求，包含大上行、低时延、定位功能、可靠性、业务隔离和5G LAN等。 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -4- 图 1 ToB业务对于5G网络提出的6大要求 家庭业务一直是运营商室内业务的重要组成部分，随着大屏电视业务逐渐向4K、8K、16K、VR/AR演进，同时VR游戏、远程医疗、家庭机器人等应用，对家庭无线网络的带宽和安全性提出了很高的要求。5G具有大带宽、低时延和大连接的特性，与家庭业务需求完美契合。 当前，家庭无线网络主要由室外宏站和室内Wi-Fi进行覆盖，5G时代频段升高，室外宏站无法满足室内覆盖要求，而Wi-Fi网络无法保证网络安全性，带宽和时延保障能力也不足以满足应用需求。因此，需要在用户室内进行5G网络建设。 二、5G数字化室分硬件架构 （一）概述 5G数字化室分设备与5G宏站的功能相同，都是负责与终端、核心网之间的通信功能。5G数字化室分设备功能划分为基带单元、射频单元模块，各模块之间通过外部接口或内部接口互连。 按照硬件模块接口方式不同，数字化室分设备可以划分为分布式 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -5- 架构微站以及一体化微站。 （二）5G数字化室分产品分类 1.分布式架构微站 分布式架构微站由基带单元、汇聚单元和远端单元组成，向用户提供无线网的接入功能；基带单元和汇聚单元之间采用光纤承载无线信号，通过星型、链型或星链混合组网；汇聚单元采用光电复合缆或网线承载无线信号，同时给远端单元供电。分布式架构微站三个单元的功能如下： （1）. 基带单元主要实现5G基带信号的调制和解调功能，支持与汇聚单元间的数据收发和接口。其它可实现功能还包括无线网络共享、无线资源管理、IP头压缩及用户数据流加密、UE附着时的核心网节点的选择、用户面服务网关的路由、寻呼信息的调度传输、广播信息的调度传输、以及设置和提供基带单元的测量等。基带单元可分为专用硬件平台和通用硬件平台两类。 （2）. 汇聚单元配合基带单元以及远端单元使用。接收基带单元发送的下行数据，经过分路处理后传给远端单元；并将远端单元发送的上行数据经过一定的合路处理后向基带单元发送，实现与基带单元的通信。 （3）. 远端单元，实现射频信号的发射和接收。接收来自汇聚单元的下行信号，调制为射频信号后通过天线发射；从天线接收射频信号，进行相应信号处理后，通过汇聚单元发送给基带单元处 中国联通5G NR数字化室分设备技术白皮书V3.0 -6- 理。 基带单元汇聚单元汇聚单元汇聚单元远端单元远端单元远端单元汇聚单元远端单元远端单元远端单元远端单元远端单元远端单元........................ 图 2分布式架构微站架构图 分布式架构微站按照采用的硬件平台不同，可以划分为分布式微站和扩展型微站。 分布式微站设备采用专用硬件平台设备，和宏站AAU/RRU设备可以共用BBU共框同时工作，分布式微站适用于高价值高流量大型场景，如体育场馆/交流枢纽/大型场馆/公共场所等高人流密度、高容量需求热点场景。 扩展型微站设备采用通用硬件平台设备，支持的小区数和用户数比分布式微站少，适用于中低流量场景，适用于办公楼宇、商场超市、宾馆酒店等多种室内覆盖场景。 中国联通5G NR数字化室分设