5G毫米波，采用独立组网还是非独立组网？

作者：James Kimery，Director, Marketing, RF Research/SDR，NI公司

2019年将迎来5G时代。随着全球服务运营商已经开始部署5G服务，5G网络即将在2019年变为现实。到目前为止，毫米波的部署主要是为了实现固定无线接入，用作为光纤到户(FTTP)的替代解决方案。早期的sub 6 GHz方案是通往5G之路的一个里程碑，但是毫米波无疑是5G生态系统实现转型的必经之路。   

毫米波频谱可为授权频谱和非授权频谱中的移动接入提供丰富的频谱资源，因此始终是无线研究人员和5G生态系统运营商的关注焦点。事实上，上一代蜂窝、WiFI和蓝牙所能提供的频谱资源全部加起来都远不如5G毫米波。在频谱效率相近的情况下，频谱资源越丰富，意味着数据速率越高，可容纳的用户数量也就越多。  

现如今，绝大多数的5G部署使用的是低于6GHz的频谱资源以及非独立组网(NSA)架构。NSA使用LTE作为控制面的锚点，用户面可直接连接EPC (4G)或NGC (5G) ，具体取决于NSA架构。5G毫米波可能紧随其后，成为主战场，但该项技术尚处于起步阶段。Sub 6GHz 5G方案确实能够提高带宽，但所能提高的程度非常有限，远远比不上5G毫米波。5G毫米波部署将依赖于NSA架构，而一提到这点，很多人会问："那5G独立组网(SA)架构还有意义吗？”  

虽然毫米波频段的5G移动接入提供了相当丰富的专用频谱资源，但相比sub 6 GHz方案，毫米波频率下的波形传播距离要短得多。此外，毫米波波形具有较强的方向性，很容易被阻断，造成链路中断。3GPP在规范中有相当一部分介绍了波束管理和波束恢复的概念，以应对理论上有可能出现的各种应用场景，但问题是这些场景是否会出现在真实生活中，效率又当如何？

现在我们来思考一下5G毫米波是采用NSA还是SA架构的问题。5G采用SA组网的优势包括部署成本低，业务时延小，控制信令完全无需依赖4G/LTE。但是，由于目前的主流仍是LTE部署，因此NSA对于5G毫米波仍具有意义。在SA 5G毫米波应用场景中，控制信道可利用与数据相同的5G毫米波频谱。而NSA 5G毫米波则通过LTE提供锚点，控制信令通过链路进行传输。  

例如，如果5G毫米波UE直接连接至gNodeB，控制面和用户面使用的均是毫米波频段，这时控制信令碰到的干扰和阻断问题与数据面相同，因此需要通过波束管理和恢复来维持链路，但完成这些步骤需要花点时间，因此链路被中断的可能性非常大。NSA可为控制面提供更稳定的链路，而且就移动设备来说，NSA对于gNodeB切换和小区选择至关重要。由于在毫米波网络中，基站部署非常密集，切换速率非常高，因此切换性能至关重要。

随着通信行业朝着5G技术不断努力，毫米波仍将作为实现5G移动接入的重要技术。NSA和SA这两种架构之间的选择和权衡变得更加尖锐突出，甚至难以抉择。服务运营商是否会部署5G SA技术，我们将拭目以待，但是我认为短期内毫米波部署将以NSA架构为主。  

5G新空口(NR)无线通信技术采用了新的频段、更宽的带宽和新波束成形技术，给设计和测试工程师带来了严峻挑战，因此需要借助强大的工具来加速创新。