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带你读《果壳中的5G:新网络时代的技术内涵与商业思维》第二章通信世界的第二次嬗变2.2(二)

简介: 带你读《果壳中的5G:新网络时代的技术内涵与商业思维》第二章通信世界的第二次嬗变2.2
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为了使得超密集网络能够在一定程度上解决上述问题,5G引入了分布式无线网络架构(DistributedRadioNetworkArchitecture)的概念。 


所谓分布式无线网络架构是相对于集中式无线网络架构而言的。传统的无线通信网络架构就是集中式的网络,集中式网络的特点是所有的基站无论大小都会与核心网直接连接,各自将信息传送回核心网(专业术语是回传Backhauling),由核心网进行路由和交换处理。但由于 5G网络是超密集的网络,区域内的基站非常多,如果采用这种方式,就意味着大量的回   传线路,无论是成本上还是技术上都是不现实的。而在 5G的分布式无线网络架构中,基站的角色是不同的。


可以覆盖 10km 左右的宏蜂窝基站(Macrocell)、2km 左右的微蜂窝基站(Microcell)、用于室内覆盖的微微蜂窝基站(Picocell)以及便携式的飞蜂窝基站(Femtocell)。这些不同尺度的基站将分不同层次部署,彼此之间可以通信。


由宏蜂窝基站统一协同区域内的微蜂窝基站,每一个微蜂窝基站既是与用户终端通信的基站,同时也是一个中继基站,它们把用户终端的通信数据,回传宏蜂窝基站,再由宏蜂窝基站回传到核心网。微蜂窝基站还可以帮助更小单元的微微蜂窝基站,甚至可以帮助邻近的其他微蜂窝基站进行中继连接到宏蜂窝基站,这种通过多次中继连接到宏蜂窝基站的技术称为多次跳跃技术(Multi-Hopping)。由于多次跳跃技术的实施,就不需    要每一个基站都进行回传线路的连接,这就使得回传线路的成本大大降低。5G多层次的蜂窝基站部署架构见图 2-7。


这种分布式网络的分层架构,可以实现由宏蜂窝基站统一进行用户设备在不同微蜂窝基站下切换的管理,而微蜂窝基站只负责与用户设备之间传递数据,这样既有效地解决了用户在密集的蜂窝网络上频繁建立和拆除通信连接的问题,也大大提升了网络服务的连续性和数据传输的可靠性。尽管通过分布式无线网络可以解决一部分5G超密集网络的问题,但是,还是无法解决全部问题,如网络建设与运维成本等。毕竟 5G基站数目会因为超密集网络建设而成倍增加,这必然会导致网络建设成本的大幅提升。


这个问题我们在后面的章节还会深入讨论。

 

 image.png

图 2-75G多层次的蜂窝基站部署架构

 

从实际应用角度来看,超密集网络一定会有选择地部署在热点场景区域,并且只会为超高带宽的应用场景服务。它将是对于传统蜂窝网络架构的补充,而不可能全部替代传统蜂窝网络架构。                                                                  

需要说明的是,认为 5G 通信全部是采用毫米波的理解是错误的。事实上,国际电信联盟(ITU)截至目前已经为5G通信开辟了 3 个频段范围,分别是 1GHz以下的频段、3~6GHz的频段,以及 24GHz以上的毫米波频段。这也正是为了使得 5G 网络可以通过采用不同的频段来构建多样化的网络。图 2-8反映了部分国家和欧盟的频率分配情况。

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图 2-8全球部分国家和欧盟的 5G频率分配情况


 

 对于实现 eMBB的需求而言,1GHz以下的频段在理论上就不具备支持能力;1~6GHz的频段,虽然在理论上可以满足带宽需求,但在实际操作中需要将原来的频段进行大规模的重新分配,这会涉及很多现有已经使用该频段的机构,这是非常难以实际操作的。因此,高达 400MHz宽的超高移动宽带应用只能采用 24GHz以上的毫米波通信,并以超密集网络的形式实现,这些应用就必定是那些小空间的数据流量非常集中的应用。而那些工作在 6GHz 以下频段的应用,虽然在各种展示中可能被冠以eMBB应用之名,但它们都不是真正意义上的5GeMBB应用。


就目前而言,5G超高带宽应用比较成熟的案例依然是以“CutTheCord为主题的固定无线通信(FixedWirelessCommunicationFWC)应用见图2-9)。在这种场景下,相当于两个固定的无线通信设备以毫

米波形式进行通信从而替代光纤或其他有线线缆的部署。由于   FMC   的部署方式灵活敏捷、成本低,易于维护,所以它很适用于一些不发达区域,或者地形比较艰险的区域的通信链路的建立。不过,FMC并非是严格意义上的移动通信应用。5G通信所定义的eMBB应用需要能够支持在移动状态下的高带宽通信(如 8K高清视频等的移动传送)。这也是我们甄别一个应用系统是否真正实现了 5GeMBB能力的判断依据。

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图 2-9固定无线通信

 

eMBB是人们非常期待的 5G应用场景,也是 5G的三大应用场景之中与消费者市场关联最密切的应用场景。而这一切必须基于通信设备厂商   与运营商对于毫米波通信的深刻理解与运用,严格来说,目前大家仍在路上。


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