华为5G网络解决方案概述—原理、产品、组网、规划

华为5G网络解决方案概述 目录 大带宽更大子载波间隔 FFTsize 15k 15k 30k 30k 30k 20MHz 100MHz FFT点数2048 FFT点数4096 LTE NR 120k 120k 120k 400MHz NR 相比LTE典型网络容量提升至15x 单用户体验提升至5x x5 3DMIMO x15 水平 垂直多波束所有信道窄波束NativeMMDesign 5GNR首商用阶段构筑的断代优势 大带宽 极致eMBB容量与体验 4 uRLLC mMTC PeakDataRate UserExperiencedDataRate SpectrumEfficiency Mobility Latency ConnectionDensity eMBB 多类型业务的网络要求 AreaTrafficCapacity NetworkEnergyEfficiency 5G网络将提供20倍于LTE的小区容量 10倍的用户体验 10分之1的空口时延5G网络需要同时满足eMBB 超大带宽 uRLLC 超高可靠性 超低时延 和mMTC 超大连接 业务的需求 5G网络目标与三大业务 Option3x 7xinNSA Option2 4inSA CP锚点 UP分流 Option3 EPC LTE NR S1 C S1 U Option3a EPC LTE NR S1 C S1 U S1 U Option3x EPC LTE NR S1 C S1 U S1 U Option7 Option7a Option7x Option2 Option4 5GC eLTE NR NG C NG U Option4a 5GC eLTE NR NG C NG U NG U NSAOption3x SAOption2正逐步被接受为优选方案 Option7x 4会在18Q4冻结 优选 5GNR组网方式 NSA信令锚点在LTE基站 SA信令锚点在NR基站 5GNSA方案 为5G网络规划单独的新的PLMN LTE同时广播两个PLMN信息 LTE根据UE上报的selectedPLMN将UE转发到不同的网络 4G用户走4G核心网 5G用户走5G核心网 eNodeB 已有核心网 新核心网 gNodeB PLMN 4G PLMN 5G PLMN 5G 4GOnlyUEPLMN 4G 4G 5G双模UEPLMN 5G PLMN 4GPLMN 5G Option3x LTE S1 EPC 5GNR 控制面 用户面 5G基站作为数据分流控制点根据无线情况制定分流策略 性能最佳4G作为控制锚点 信令面走4G网络 数据面走4G和5G双连接 主要适用于eMBB场景 用于提升用户速率 架构方案 E2E部署方案 CI UBBPd e UBBPfw1 960 970 960 970 PTN7900 PTN7900 5GNewCore 4GEPC 标准NSA3X S1 C 4G5GX2 U S1 U 4G5GX2 C Xn 协议要求Xn之间单向25ms UMPTe N UMPTx L LTEBBU 5GBBU NSA组网 组网原则 针对此次验证区域新建一套RAN网管 核心网网管以及新核心网和NR基站新建的5G站点 建议都割接到5G的网管新建测试PLMN NSA组网 OSS网管 核心网割接方案 L NR频谱共享 NR上下行解耦 促进黄金频谱平滑演进 增强NR上行覆盖能力 使能NR规模连续组网 现网密集城区LTEFDD上下行PRB利用率比例约为1 3 热点的区域上下行PRB利用率差值越大 若上行开启预调度 上行话务量占用的上行PRB利用率应再减少20 50 上下行PRB利用率降到1 4 LTEFDD上行 LTEFDD下行 LTEFDD上行 NR上行 LTEFDD下行 LTE NR上行频谱共享 充分利用Sub3GFDD上行空闲资源 为NR提供上行频谱 LTEFDD网络上行PRB利用率 LTE NR上行频谱共享 由于NR上下行时隙配比以及UE gNB上下行功率差异大等原因 导致3 5G 4 9G等频段上下行覆盖不平衡 上行覆盖受限成为5G部署的瓶颈 NR上下行解耦定义了新的频谱配对方式 使下行数据在3 5G 4 9G等频段传输而上行数据在1 8G等低频传输 从而提升了上行覆盖 NR上下行解耦 L NR上行频谱共享 目录 5G解决方案由产品功能模块 BBU AAU RRU 和配套设备 天馈系统 机柜 电源系统 监控单元等 组成 产品介绍 总体 产品介绍 BBU5900框 BBU5900与BBU39X0主要差异 外观变化 BBU39X0 盒体为紫灰色 BBU5900 盒体为黑色 丝印华为红和华为Logo BBU5900与BBU39X0主要差异 槽位号编排变化 BBU5900单板槽位采用横向排布 BBU39X0单板槽位采用竖向排布 BBU5900支持最多3块全宽基带板 基带板槽位配置优先级 全宽板 从上往下 slot0 slot2 slot4 半宽板 从slot4开始 顺时针旋转 slot4 slot2 slot0 slot1 slot3 slot5 优先级 全宽板 半宽板 BBU5900与BBU39X0主要差异 BBU支持的单板类型有差异 BBU5900 Maincontrolboard onlysupportUMPTseries notsupportGTMU WMPT LMPT Basebandboard onlysupportUBBPseries notsupportLBBP WBBP TransmissionExtensionandBBradiointerfaceboard NotsupportURTPandUBRISatellitecardboard notsupportUSCUb22Fan Power Environmentmonitoringmodule onlysupportFANf UPEUe UEIUbInterconnectinboard notsupport RRU RFU onlysupportV3andlaterversion RRU RFUV1 V2versionwillbesupportedinnextversion notfinalized BBU5900与BBU39X0主要差异 BBU电源模块供电差异 影响 1 BBU5900新建 每个电源模块需要两路空开 2 BBU5900替换BBU39X0时 每个电源模块需要新增1路空开 在安装之间 需要确定站点是否有足够的空闲空开 部件介绍 5GNRBBU单板功能介绍 部件介绍 5GNR基站BBU5900单板槽位配置原则 5GNR典配S111 64T64R 槽位满配 说明 1 UPEUe电源环境监控模块根据功耗来配置 大于等于2块基带板时配置第二块UPEUe 2 典配BBU功耗 1000W 满配BBU功耗 2100W 部件介绍 FDD1800M上下行解耦5GNR与LTE共框部署BBU5900单板槽位配置原则 5GNR典置5GNRS111 64T64R 5GNR1800MS1114R 2R FDD1800MS1114T4R 2T2R 2T4R 2个BBU框基础互联 分离主控配置2个BBU场景 需要配置基础互联 UMPT L UMPT NR AAU5612整机技术规格 背面 正面 AAU5612天线技术指标 天线阵列示意图8 H 12 V 2 垂直1驱3 水平1驱1 12行 8列 垂直1驱3 AAU5612站点配电方案 平台站点配电方案总体策略 AAU5612拉远配置规格说明 AAU端安装电源线 快速安装型母端 压接型 连接器 EPU02D 02供电方案组网图 DCDU 12B供电方案组网图 AAU5612安装件 安装间距和空间要求 安装件2 调角安装件 发货默认 2 AAU5612安装间距和空间要求AAU5612安装间距和空间要求 AAS水平安装间距至少 300mm 吊装点高于天线安装点300mm 考虑到天线底部出线要求 其底部安装空间要求 500mm AAU5612安装间距和空间要求参见下图所示 AAU5612安装件安装件1 抱杆竖装安装件 发货默认 单AAU抱杆时 适配的抱杆杆径为60mm 114mm 超过杆径需增加辅杆或者提需求采用大抱杆安装件解决 部件介绍 EPU02D 02 升压配电盒 机框 Vin 升压模块2路保险丝30A升压到57V 管理模块 升压模块2路保险丝30A升压到57V 4路30A电压等于Vin给BBU供电 部件介绍 OPM50M 220VAC转 48VDC OPM50MVer B 部件介绍 交流RRU防雷盒 SPM60A MINISPD SPM60A防雷规格和老SPD60规格一致 SPM60A除兼容老SPD的安装方式外 更可以嵌入到刀片式AC DC中 外观更优 SPM60A SPM60A嵌入AC DC示意图 AC DC模块 方案介绍 AAU5612电源线拉远方案 直流场景方案一 推荐 升压配电方案 拉远距离小于100m EPU02D 02 电源线 6方 100米 AAU5612 客户直流配电箱 双路4方 直流场景方案二 DCDU双路供电 拉远距离小于100m DCDU 电源线 6方 100m 电源线 2m 6方 AAU5612 ODM03D 电源线 6方 100m 电源线 2m 6方 AAU5612 AAU5612 BBU5900 BBU5900 交流场景 室外 2 5方 客户直流配电箱 OPM50M内置防雷 不需要配置防雷盒 OPM50M支持独立安装 OPM50 支持备件 单路35方160A空开 双路25方100A空开 单路35方 双路16方 接地线6方 接地线16方 接地线16方 接地线16方 接地线16方 电源线 4方 70米 ETP48100 B1 ACInput ETP48100配置1PCS3000w整流模块 支持一个BBU5900 交流场景 室内 目录 场景一 只建NSA 无LNR上下行解耦 场景 只建NSA 无LNR上下行解耦 场景1 1 存量有LTE 新建NR 场景1 2 存量无LTE 新建NR 场景1 1 只建NSA 无LNR上下行解耦 场景 如已有LTE 新建NR RRU FDD 天线 RRU FDD 天线 AAU RRU FDD 天线 RRU FDD 天线 RRU FDD 天线 RRU FDD 天线 AAU AAU 当前 目标 场景1 2 只建NSA 无LNR上下行解耦 场景没有LTE 周围LTE已连续覆盖时只新建NR AAU PTN990 10GE AAU AAU 场景二 上下行解耦场景 场景2 3 上下行解耦 存量1800M是GL GL和NR两框CI互联 场景2 1 上下行解耦 存量有1800M为LO L1800挪到和NR共框 场景2 2 上下行解耦 存量有1800M为GO 调整为GL共框 GL和NR两框CI互联 场景2 4 上下行解耦 存量无FDD1800 新建LNR1800 LNR共框 LNRCPRIMUX 场景2 上下行解耦场景 分框 双星型连接 宏站场景 新增6根单模LC光纤 3 2芯 RRU3根多模短距MPO头光纤 3 8芯 AAU集中BBU场景 新增6芯单模长距LC光纤 6 1芯 RRU 采用单纤双向光模块 6芯单模长距LC光纤 3 2芯 AAU 采用长距光模块 CI BBU5900 BBU3900 3910 AAU C band FDD1 8G 共框 背板连接 存量 新增 BBU5900 AAU C band FDD1 8G 宏站场景 新增3根 RRU3根多模短距MPO头光纤 3 8芯 AAU集中BBU场景 新增3根 RRU6芯单模长距LC光纤 3 2芯 AAU 采用长距光模块 存量 新增 上下行解耦组网 场景2 1 上下行解耦 存量有1800M为LO L1800挪到BBU5900和NR共框 RRU TDD 天线 RRU TDD RRU 1800 天线 天线 AAU RRU 1800 天线 当前 目标 场景2 2 上下行解耦 存量有1800M为GO 调整为GL共框 GL和NR两框CI互联 RRU 1800 天线 AAU RRU 1800 天线 RRU 900 天线 RRU 900 天线 当前 目标 RRU TDD 天线 RRU TDD RRU 1800 天线 天线 AAU RRU 1800 天线 当前 目标 场景2 3 上下行解耦 存量1800M是GL GL和NR两框CI互联 场景2 4 上下行解耦 存量有LTE 无FDD1800 新建LNR1800 LNR共框 LNRCPRIMUX RRU TDD 天线 RRU TDD RRU 1800 天线 天线 AAU PTN960 GE PTN990 10GE 当前 目标 AAU RRU 1800 RRU 1800 GLCPRIMUX EPU02D 02 增加BBU互联 NSA站点 1 H8 499xxx大厦 2 H8 465xxxx楼 3 H7 562xxx宾馆 某市实验网站点 xxx大楼 目标上下行解耦方案 AAU RRU 1800 RRU 1800 GLCPRIMUX EPU02D 02 NSA站点 1 H8 499xxx大厦 2 H8 465xxx大楼 3 H7 562xxx宾馆 某市实验网站点 xxx大楼 517方案 目录 5G网络规划主要内容 信息收集 规模估算 仿真规划 内容 建网策略 网络指标 地理环境 业务模型 区域划分 现网工参 备选站址 特殊需求 5G建设基于现网升级 规划时应充分利用已有站点 输出 无线网络规划信息采集表 内容 估算参数确认 传播模型选择 覆盖估算 容量估算 现网站距信息确认 输出 单站的覆盖半径在现网基础上需增加的站点数规模 内容 基于现网的已有站点仿真 根据估算结果和初始仿真结果初选站点 加站后仿真 实地勘测 站点选择 输出最终仿真结果 输出 覆盖仿真结果容量仿真结果站点工参 参数规划 内容 邻区规划PCI规划PRACH规划RF规划波束规划TAC规划时隙配比规划 规划报告 C band3 5G穿透损耗 来源于3GPP38 901 基于上述Highloss公式计算3 5GHz穿透损耗为 5 10 LOG 0 7 10 23 0 3 3 5 10 0 3 10 5 4 3 5 10 26 85dB 10cm 20cm厚混凝土板 concreteslab 16 20dB1cm镀膜玻璃 0度入射角 25dB外墙 单向透视镀膜玻璃 29dB外墙 一堵内墙 44dB外墙 2堵内墙 58dB外墙 电梯 47dB 混凝土板 暗室测试 结合测试结果和协议定义 3 5G密集城区穿透一堵墙损耗考虑26dB 城区和郊区场景基于LTE经验按照4dB差值考虑 来源于R REP P 2346 镀膜玻璃 楼内测试 来源于HW测试 对于5G高频树衰影响不可忽视 28GHz一建议取17dB作为典型衰减值 可根据规划场景实际情况做调整 植被损耗 28GHz 对于WTTx场景 链路预算中无需考虑人体损耗 eMBB场景 参考如下测试结果 高频人体损耗受人和接收端 信号传播方向的相对位置 收发端高度差等因素相关 人体遮挡比例越大 损耗越严重 对于28GHz 典型人体损耗值约为15dB左右 NLOS场景下 因为信号多径传播 所以实际人体损耗会减小 人体损耗值约为8dB左右 图2 8典型室内LOS场景下人体损耗测试结果 典型室内LOS场景下 人体损耗测试结果为 轻微遮挡5dB 严重遮挡15dB 图2 9典型室外LOS场景下人体损耗测试结果 典型室外LOS场景下 人体损耗测试结果为 较重遮挡18dB 重遮挡21dB 严重遮挡40dB 人体遮挡损耗 链路预算示例 基于边缘速率评估小区覆盖半径 基于ISD评估吞吐率 MassiveMIMO作为5G的主要特性之一 实现波束赋形 形成极精确的用户级超窄波束 并随用户位置的不同而不同 将能量定向投放到用户位置 相对传统宽波束天线可提升信号覆盖 同时降低小区间用户干扰 MassiveMIMO天线波束分为静态波束和动态波束 SSBlock及PDCCH中小区级数据 CSI RS采用小区级静态波束 采用时分扫描的方式 PDSCH中用户数据采用用户级动态波束 根据用户的信道环境实时赋形 5G静态广播波束采用窄波束轮询扫描覆盖整个小区的机制 选择合适的时频资源发送窄波束 可以根据不同场景配置不同的广播波束 以匹配多种多样的覆盖场景 这里就涉及到如何根据不同的场景规划合适波束的问题 业务波束采用动态波束赋形不支持波束定制 另外MM波束和传统宽波束下倾角规划也有较大的区别 5GMassiveMIMO波束介绍 5G方位角定义 按照外包络3dB水平波宽中间指向定义 拉网路测场景5G建网初期可能覆盖目标主要是拉网路测 拉网路测场景的目标是街道覆盖最优 由于存量3G 4G站点的方向角均为瞄准连续组网设置 因此不能简单和3G 4G共方向角 方向角规划需要专门瞄准街道覆盖 连续组网场景对于已有3G 4G网络运营商 预规划时共站比例都很高 初始方位角设置一般客户都要求参考现网3G 4G天线指向 对于预规划时共站比例低的已有3G 4G网络或新兴的运营商 初始天线指向考虑标准指向 三叶草形状 方位角初始考虑采用30 150 270 的天线指向 以尽可能避免长直街道带来的波导效应 天线方位角的设计应从整个网络的角度考虑 在满足覆盖的基础上 尽可能保证市区各基站的三扇区方位角一致 局部微调 城郊结合部 交通干道 郊区孤站等可根据重点覆盖目标对天线方位角进行调整 天线的主瓣方向指向高话务密度区 可以加强该地区信号强度 提高通话质量 演示场景 天线主瓣方向尽量指向街道 提升拉网信号质量 异站相邻扇区交叉覆盖深度不宜过深 尽量避免对打 一般同基站相邻扇区天线方向夹角不宜小于90 为防止越区覆盖 密集城区应避免天线主瓣正对较直的街道 5GRF参数规划 方位角规划 Page50 5GRAN1 0目前仅支持64T64RAAU 暂不支持32T32RAAU和8T8RRRU 5GRAN1 064T64RAAU支持7种波束配置 垂直面波宽有6 12 25 三种 其中 基本波束宽度为6 波宽12 的波束由两个基本波束合成 波宽25 的波束由4个基本波束合成 5GRF参数规划 MM广播波束规划 5G下倾角基本概念 LTE传统宽波束小区只有一个宽波束 下倾角仅分为机械下倾角和电下倾角两部分 LTE机械下倾 电下倾的规划原则是波束3dB波宽外沿覆盖小区边缘 控制小区覆盖范围 抑制小区间干扰 5GMM波束下倾角和LTE传统宽波束不同 分为机械下倾 预置电下倾 可调电下倾和波束数字下倾四种 最终下倾角是四种组合在一起的结果 5G下倾角的定义 垂直法线刨面外包络3dB垂直波宽中间指向 传统天线 只有小区倾角的概念 倾角的调整同时对整个小区所有信道同时进行调整5GMM 公共波束下倾角 由机械下倾角和数字下倾角确定 调整公共信道波束 影响用户在网络中的驻留 优化小区覆盖范围业务波束下倾角 由机械下倾角和可调电下倾确定 调整业务信道倾角影响用户RSRP和速率 控制信道 业务信道覆盖 5G下倾角基本概念与定义 机械下倾 由机械调整决定的下倾角 同时对公共波束和业务波束进行调整 5GRAN1 0版本机械臂支持的机械下倾角调整范围为 20 20 预置电下倾 考虑典型的应用场景 为支持更大的有效范围