5G無線接入網超密集組網設計方案

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摘要：超密集組網將是未來5g網絡的一種重要組網方式。分析了5G無線接入網超密集組網的特性，對其設計方案進行了研究，提出超密集組網的部署建議。

關鍵詞：5G；超密集組網；UDN

引言

目前產業界就5G網絡的總體要求已經達成共識，主要包括更高的數據流量和用戶體驗速率、海量終端連接以及更低時延、更高可靠性等。除了增加頻譜帶寬、提高頻譜利用率外，通過在室內外熱點區域密集部署低功率小基站，形成超密集異構組網網絡成為應對未來大數據流量及高用戶速率的5G網絡的解決手段[1]。5G網絡為干擾受限系統，超密集組網會在小覆蓋范圍內部署大量的基站，有較高移動速度的終端用戶在此環境下會頻繁切換，提升了網絡干擾信號?！案采w”和“容量”仍然是5G網線網絡需要重點關注的問題。因此，為了提升網絡容量，如何有效進行干擾消除、干擾協調成為超密集組網需要重點解決的問題[2]。

15G超密集組網網絡架構

5G無線接入網采用了控制面與數據面的分離的技術，通過簇化集中控制，提升了系統容量和資源利用率。為了解決特定區域內持續發生高流量業務的熱點高容量場景帶來的挑戰，5G超密集組網采用微基站進行熱點容量補充，同時結合大規模天線、高頻通信等無線技術，提高無線側的吞吐量。5G超密集組網可以劃分為宏基站+微基站及微基站+微基站兩種模式，兩種模式通過不同的方式實現干擾與資源的調度。在宏基站+微基站覆蓋模式下，宏基站負責覆蓋及微基站間資源協同管理，作為微基站間的接入集中控制模塊，負責無線資源協調、小范圍移動性管理，而由微基站負責容量，通過覆蓋與容量的分離，從而實現接入網根據業務發展需求以及分布特性靈活部署微基站。在微基站+微基站的超密集覆蓋模式下，微基站間的干擾協調、資源協同、緩存等則是通過分簇化集中控制來實現[3]。5G超密集組網在此模式下，在業務層面，由宏基站負責低速率、高移動性類業務的傳輸，微基站主要承載高帶寬業務。以上功能實現由宏基站負責覆蓋以及微基站間資源協同管理，微基站負責容量的方式，實現接入網根據業務發展需求以及分布特性靈活部署微基站，從而實現宏基站+微基站模式下控制與承載的分離。通過控制與承載的分離，5G超密集組網可以實現覆蓋和容量的單獨優化設計，解決密集組網環境下頻繁切換問題，提升用戶體驗，提升資源利用率。5G超密集組網微基站+微基站模式未引入宏基站這一網絡單元，為了能夠在微基站+微基站覆蓋模式下，實現類似于宏基站+微基站模式下宏基站的資源協調功能，需要由微基站組成的密集網絡構建一個虛擬宏小區。虛擬宏小區的構建，需要簇內多個微基站共享部分資源（包括信號、信道、載波等），此時同一簇內的微基站通過在此相同的資源上進行控制面承載的傳輸，以達到虛擬宏小區的目的。同時，各個微基站在其剩余資源上單獨進行用戶面數據的傳輸，從而實現5G超密集組網場景下控制面與數據面的分離。在低網絡負載時，分簇化管理微基站，由同一簇內的微基站組成虛擬宏基站，發送相同的數據。在此情況下，終端可獲得接收分集增益，提升了接收信號質量。當高網絡負載時，則每個微基站分別為獨立的小區，發送各自的數據信息，實現了小區分裂，從而提升了網絡容量[3]。

25G超密集組網部署建議

根據微基站的部署場景，主要可以劃分為以下幾類場景。當宏基站站間距達到如下表的密集度時，建議新增的站址應以微基站為主，特殊覆蓋要求或宏基站小區覆蓋能夠良好控制時，才選擇采用宏基站建設。針對用戶密度大、無線環境復雜的區域，可結合5m高精度電子地圖進行仿真，尋找弱覆蓋區并在潛在站址的基礎上制定微基站覆蓋方案，再通過網絡仿真對方案驗證和調整，最終完成微基站方案的制定。

3結論

針對未來5G超密集組網覆蓋和容量的分析了超密集組網的網絡架構，分析了宏基站+微基站及微基站+微基站部署場景，對微基站的部署場景及部署站間距給出了建議方案，為后續研究發展提供參考。

參考文獻

[1]段弘濤.5G面臨的挑戰與網絡架構[C]//2017年7月建筑科技與管理學術交流會論文集，2017.

[2]楊峰義，張建敏，謝偉良，等.5G蜂窩網絡架構分析[J].電信科學，2015，31（5）：46-56.

[3]張建敏，謝偉良，楊峰義.5G超密集組網網絡架構及實現[J].電信科學，2016，32（6）：36-43

作者：吳昊 單位：福建省郵電規劃設計院有限公司