大唐移动副总工程师蔡月民：从5G试验看未来组网

2017年6月12日，由IMT-2020（5G）推进组主办的2017年IMT-2020(5G)峰会在北京开幕。为期两天的大会以“5G标准与产业生态”为主题，邀请工信部领导以及数十家国内外主流移动通信和相关应用单位专家500多人参加会议讨论，并面向业界发布《5G网络技术测试规范》。

会上，大唐移动通信设备有限公司副总工程师蔡月民发表了题为《从5G试验看未来组网》的主题演讲。

以下是演讲实录：

尊敬的主持人，尊敬的各位嘉宾，大家上午好。我今天想跟大家探讨的主题是通过当前5G的试验，我们对未来5G的网络的愿景。

我们看5G整体商用的时间，大体上分成几个阶段，过去几年我们侧重在5G的愿景、5G的关键技术方向，这个阶段我们5G推进是非常成功的，整个5G技术方向包括整个后续的从标准化到产业化已经成功的启动。从今年开始到往后的这几年，可以说到2019年、2020年这个阶段，衡量我们5G整个的进展成功与否的标志应该是我们的产品还有我们的标准还有最后是不是能构建一个支撑未来5G网络的商用，实际上我们的目标就是5G能够成功商用。再往后，5G网络建设起来以后，实际上我们的重要目标是看5G整个生态的构建。5G商用以后，我们的目标还是5G商用成功，是不是真正达成了最初的愿景。当前阶段，我们努力研发、标准化，到最后构建一个合理的网络。

现在大家做的5G的测试，应该说已经初步建成了端到端的5G测试，可以看到从测试终端到接入网、核心网，还有到应用平台，实际上已经具备一个雏形。这里面中间涉及到一些频段的应用，产品的开发，也包括整个网络的构建，包括其中有5G我们关心的网线、核心网，还包括一些边缘计算，还有一些相关的产业，包括传输、承载，这方面在我们的试验中都会做设计。

这里简单介绍一下，大唐针对5G的预商用设备做了一些开发。重点看一下从接入网这一块，基站的大规模天线、新的机载处理单元，还有一些性的设备。这些设备现在已经在试验网中逐步试用。简单介绍一下5G当前试验进展。各个厂家在怀柔建了一个比较大的试验网，大唐在怀柔的科技城，第一个站已经开通使用，第二个站也已经建设完成。我们第一个站是今年2月份建设成功，今年6月份已经建设第二个站，到今年10月份会建设7个站，这是端到端的多环境验证的功能。这里是对5G试验网目标的架构，这个试验网将会包含三个重要的应用场景，包括增强移动宽带、低时延高可靠、低功耗大连接这种典型的场景。从网络架构上需要验证的，首先从接入网来说，我们会验证这种新的网络架构，比如CU/DU分离的架构，也包括一体化的架构。然后我们会达到一个多层次的网络，在边缘化的中心，比如在怀柔，我们会有边缘化的控制，如无线网的控制、下沉的核心网的功能，还有边缘化的应用。同时我们还会建设一个中心的核心网。我们会统一地在北京市内，比如在中国信通院，建设中心的核心网。同时我们可以看到，在整个过程中我们也把整个前传、回传还有承载网相关的功能，包括对流量、时延这种整体的端到端的影响做一个验证。整体来看，怀柔的试验网虽然规模比较小，但可以说它的验证是端到端的，各个方面还是比较完整的。

从第一个站来说，大唐稍微有点特色的是建设了一个宏站和一个小站异构覆盖的场景。我们在楼顶做了一个宏站，同时在楼的间隙建设了几个小站，对宏站、微站未来的互补做一个验证。同时现在还有一个场景，可以做一个5G覆盖能力的测试。第一个站建设了一个4G和5G共同覆盖的场景，可以同时对比4G和5G拉远覆盖能力的对比，最长能到3公里的路线，但实际上拉远距离后面还有数据，可能不会达到这么远。

这里我们想给大家分享一些目前测试的小数据，我们希望透过这些数据能够对未来5G的组网有一些思考。首先看融合覆盖的场景，在这个图里看到楼顶上的宏站，还有在楼缝隙中设的微站，测试的路线，看到测试过程中宏站的信号强度还有微站信号强度。可以明显看到，虽然旁边的楼顶上就有一个宏站，楼间隙里面的衰弱还是非常强的，建网还是有非常多覆盖的盲点，所以我们要做一些互补。另外是从网络负荷、网络流量的角度来看，可以看到在测试过程中，宏站、微站的信号变化，衰弱的过程，可以看到微站对宏站整个容量的卸载作用还是非常明显的。这一块未来整个5G的网络我们怎么来构建，后面会有一些思考。这里想给大家分享一个比较有参考意义的结果——4G和5G覆盖能力的对比。刚才有一个比较远的拉远路线，我们建设了一个2.6GHz的4G的宏站，还有一个紧挨着的3.5GHz的5G的宏站，这两个站在同一辆测试车上，两个终端同时拉远。一个方面是给大家看现在的4G、5G的覆盖能力上，基本上变化点是比较接近的，但具体数据跟周围的环境有关系——现在测试环境基本上建筑物比较少，因为怀柔是郊区，路上有树的遮挡，其他建筑物比较少。在这种情况下，冬天夏天还是明显不一样，我们最初3月份测试的时候，拉远可以超过2公里，但到5月底的时候，树叶长出来以后降到1.5公里。一方面，4G、5G覆盖能力，在未来的组网架构上很大程度上还是可以复用的。另外一个，无线通信包括在3.5GHz这个频段上，受环境的影响包括季节的影响还是比较明显的，未来组网会根据这种最苛刻的，比如夏季的场景来做规划。

下面跟大家分享一下5G网络对未来组网的一些构想和探讨。我们认为未来的5G建网，因为5G的网络不是凭空来的，跟现有的网络，从网络架构上从产品上肯定会有演进和升级。我们认为未来的5G应该是多层的网络，首先第一层是我们当前研究的一个重点，Massive MIMO构成的宏站组成的连续覆盖的网络。这个网络我们认为可以采用当前的C波段，3.5GHz的频段，采用Massive MIMO这个技术。根据我们测试的结果，它基本上可以复用当前4G的网络架构。在这种情况下，至少在城市区域能达到室外连续的覆盖，室内还有浅层的覆盖。某些覆盖要求高的地方，我们会个别增加一个基站，可以增加最基础的覆盖网络。其次，针对这些热点，还有容量的卸载，小的基站初期可以考虑用3.5GHz或者4.9GHz频段，这样站址可以用灯杆站或者小站，或者和宏站融合的网络，实现连续、深度的覆盖。还有超高的热点，包括室内，我们可以采用毫米波，这样可以提供室内的深度覆盖或者是热点的室内的卸载。这里可能传统的一些系统是需要整个更新的，很难再继续使用。

我们对5G未来目标做一些展望，可以看到针对未来5G组网的目标。首先我们要满足增强移动宽带，它需要一个连续的深度的而且是高容量的覆盖。这种情况下我们重点考虑两个方面：一个是刚才提到的宏站加上小站，异构组网，基本上可以完成目标，形成一个高容量连续覆盖的网络，能够满足5G整个业务的发展；其次针对一些垂直行业的拓展，包括物联网、车联网的应用，这样的网络我们认为应该是按需来建设的，重点根据业务的需求，我们业务的发展模式，业务分布的特点，根据需要来做建设。大家谈得比较多的是无线网端到端的切片，毋庸置疑，对增强移动的需求肯定是无处不在的。但针对物联网或者其他的低时延高可靠网络，是按需分布的，未来需要根据它的业务分布来做一个精准的高效率的建设。特别是针对一些特殊业务的需求，我们可能会建一些特别的企业覆盖。以上构成一个5G整体未来目标网络。

当前测试的基本结论，我们认为至少在中国当前的场景下，3.5GHz独立组网还是可行的。首先一个基础，我们认为3.5GHz这个频段如果采用Massive MIMO，它的覆盖能力可以达到跟现有的4G接近，所以在4G情况下能够做独立组网。但是从当前的测试来看，应该说条件并不足够充分，现在看到下行基本上问题不大，上行要实现连续覆盖，现在看从信令这块是没问题的，但是上行对速率有需求的业务可能还要考虑增强的方案。大家现在也在研究一些方案，下行对于它的受限可能是广播的信道，另外上行，一方面是终端的发射功率，还有发射方式，另外还可以考虑现有的低频段融合组网的方案。针对低频段，基于刚才的讨论，实际上5G未来应该还是会有一些覆盖不能完全满足需求的地方，我们认为一个基础的网络，5G做了一个基础的连续覆盖，但针对互补的这些点，首先从覆盖的连续性上，低频段肯定是有帮助的。但从另外的角度考虑，对于业务的需求、速度的需求上，低频段因为频段非常有限，它能够提供的容量还是有限的，要实现5G比较好的用户感知还是有难度的，所以我们认为从低频段和5G新的频段融合的定位上，新的频段应该能够建成一个基本连续的网络，低频段是在覆盖盲点，做一些临时的补充，但是不会作为一个普遍式的互补的场景。

5G的试验现在还是在一个非常初级的阶段，从当前测试的结果来看，微量5G的网络应该还是比较粗浅的。随着试验逐步的深入，我们会对未来5G网络看得越来越清楚，对组网的模式、跟现网的结合，还有跟产品研发的节奏。我们的目标是保证在2020年5G能够成功商用，未来商用成功还有赖于更多的因素。我们也期待通过共同努力，能够真正实现5G商用的成功，谢谢大家！