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測試測量

5G毫米波,采用獨立組網還是非獨立組網?

  2019年03月29日  

  James Kimery

  Director, Marketing, RF Research/SDR

  2019年將迎來5G時代。隨著全球服務運營商已經開始部署5G服務,5G網絡即將在2019年變為現實。到目前為止,毫米波的部署主要是為了實現固定無線接入,用作為光纖到戶(FTTP)的替代解決方案。早期的sub 6 GHz方案是通往5G之路的一個里程碑,但是毫米波無疑是5G生態系統實現轉型的必經之路。

  毫米波頻譜可為授權頻譜和非授權頻譜中的移動接入提供豐富的頻譜資源,因此始終是無線研究人員和5G生態系統運營商的關注焦點。事實上,上一代蜂窩、WiFI和藍牙所能提供的頻譜資源全部加起來都遠不如5G毫米波。在頻譜效率相近的情況下,頻譜資源越豐富,意味著數據速率越高,可容納的用戶數量也就越多。

  現如今,絕大多數的5G部署使用的是低于6GHz的頻譜資源以及非獨立組網(NSA)架構。NSA使用LTE作為控制面的錨點,用戶面可直接連接EPC (4G)或NGC (5G) ,具體取決于NSA架構。5G毫米波可能緊隨其后,成為主戰場,但該項技術尚處于起步階段。Sub 6GHz 5G方案確實能夠提高帶寬,但所能提高的程度非常有限,遠遠比不上5G毫米波。5G毫米波部署將依賴于NSA架構,而一提到這點,很多人會問:"那5G獨立組網(SA)架構還有意義嗎?”

  雖然毫米波頻段的5G移動接入提供了相當豐富的專用頻譜資源,但相比sub 6 GHz方案,毫米波頻率下的波形傳播距離要短得多。此外,毫米波波形具有較強的方向性,很容易被阻斷,造成鏈路中斷。3GPP在規范中有相當一部分介紹了波束管理和波束恢復的概念,以應對理論上有可能出現的各種應用場景,但問題是這些場景是否會出現在真實生活中,效率又當如何?

  現在我們來思考一下5G毫米波是采用NSA還是SA架構的問題。 5G采用SA組網的優勢包括部署成本低,業務時延小,控制信令完全無需依賴4G/LTE。但是,由于目前的主流仍是LTE部署,因此NSA對于5G毫米波仍具有意義。在SA 5G毫米波應用場景中,控制信道可利用與數據相同的5G毫米波頻譜。而NSA 5G毫米波則通過LTE提供錨點,控制信令通過鏈路進行傳輸。

  例如,如果5G毫米波UE直接連接至gNodeB,控制面和用戶面使用的均是毫米波頻段,這時控制信令碰到的干擾和阻斷問題與數據面相同,因此需要通過波束管理和恢復來維持鏈路,但完成這些步驟需要花點時間,因此鏈路被中斷的可能性非常大。NSA可為控制面提供更穩定的鏈路,而且就移動設備來說,NSA對于gNodeB切換和小區選擇至關重要。由于在毫米波網絡中,基站部署非常密集,切換速率非常高,因此切換性能至關重要。

  隨著通信行業朝著5G技術不斷努力,毫米波仍將作為實現5G移動接入的重要技術。NSA和SA這兩種架構之間的選擇和權衡變得更加尖銳突出,甚至難以抉擇。服務運營商是否會部署5G SA技術,我們將拭目以待,但是我認為短期內毫米波部署將以NSA架構為主。

  5G新空口(NR)無線通信技術采用了新的頻段、更寬的帶寬和新波束成形技術,給設計和測試工程師帶來了嚴峻挑戰,因此需要借助強大的工具來加速創新。?

  有關更多信息,請訪問 ni.com/5g

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