中国联通 5G 基站设备技术白皮书 中国联通 2019 年 6 月 目录 1 2 3 4 5 6 引言 ........................................................................................................................ 1 1.1 背景 .............................................................................................................. 1 1.2 技术愿景 ...................................................................................................... 2 1.3 白皮书目标 .................................................................................................. 2 5G 网络建设挑战与基站设备演进趋势 .............................................................. 3 2.1 5G 网络建设的主要挑战 ............................................................................ 3 2.2 5G 基站设备演进趋势 ................................................................................ 4 5G 网络架构及基站设备功能 .............................................................................. 7 3.1 5G 网络架构 ................................................................................................ 7 3.2 5G 基站设备功能 ........................................................................................ 7 5G 基站设备硬件架构 ........................................................................................ 12 4.1 概述 ............................................................................................................ 12 4.2 专用硬件平台设备 .................................................................................... 12 4.3 通用硬件平台设备 .................................................................................... 15 5G 基站设备路标规划 ........................................................................................ 17 5.1 5G 网络长期演进目标 .............................................................................. 17 5.2 5G 基站设备演进规划 ............................................................................. 18 总结与展望 .......................................................................................................... 22 中国联通 5G 基站设备技术白皮书 1 引言 1.1 背景 随着 3GPP 公开发布第一个 5G R15 国际标准，韩国、美国等国家都相继宣布 5G 商用计划，全球进入 5G 商用网络部署阶段。6 月 6 日，工信部向中国联通正 式颁发 5G 牌照，中国正式进入 5G 商用元年，国内 5G 商用驶入快车道。 与 4G 国际标准不同，5G 国际标准通过候选方案讨论、标准讨论等过程，最 终形成全球统一的标准，从而集中全球产业链加快 5G 发展。5G 标准从技术层面 竞争，逐步上升到国家综合实力的竞争，争夺 5G 标准核心技术和重大技术创新 是各国企业的首要目标。 5G 基站设备历经原型设备、第一代商用设备的发展，主设备厂家正在研发 第二代甚至第三代商用设备产品。与 4G 基站设备发展历程相似，5G 基站设备产 品类型充分考虑市场需求和运营商 5G 网络部署节奏，基本延续“先宏基站，后 微站”的研发节奏。5G 基站设备与 4G 基站设备产品规划也存在不同之处，即 5G 基站设备在研发阶段已经考虑从专用硬件平台向通用硬件平台研发的转变，将软 件功能与硬件逐步解耦，从而支持更灵活、高效的部署方式。 随着 5G 标准冻结和产业链的发展，5G 基站设备产品类型也将逐步丰富，从 满足 5G 首发频段的设备要求，到逐步考虑 2G/3G/4G 系统重耕频段的基站设备需 求，以及从单一制式基站设备向多制式融合设备演进等。5G 基站设备形态和功 能演进需要满足运营商网络建设的要求，基站设备演进要适应运营商网络部署节 奏，同时，基站设备研发应谨慎预留运营商后续几年演进所需的硬件能力，降低 网络升级的复杂度和不可预知的支出成本。 1/22 版权所有 © 中国联通网络技术研究院 2019 中国联通 5G 基站设备技术白皮书 1.2 技术愿景 基站设备能力演进和设备路标规划一直都是运营商网络建设的重中之重。基 站设备能力演进要兼顾无线网络建设的实际需求以及无线新技术发展方向，无线 网络长期演进目标必须要适应运营商业务发展需求，详细规划无线网络的关键技 术、基站设备产品路标。 本白皮书基于中国联通无线网络长期演进需求，按照 5G 商用网络架构及典 型部署场景要求，规划宏基站、微基站等一系列基站产品，以建设业界领先 5G 精品网络为目标，大力推进建设一张高效、绿色、智能的通信网络。 1.3 白皮书目标 本白皮书根据 5G 网络架构演进、关键技术路标以及对 5G 网络建设的主要挑 战，提出了 5G 基站设备硬件架构、设备形态及能力要求，并对 5G 基站设备路标 做了目标规划。通过公开发布《中国联通 5G 基站技术白皮书》，我们向业界合作 伙伴，特别是主设备厂家、微站设备厂家阐述中国联通对 5G 基站设备演进的思 路，号召合作伙伴积极响应中国联通 5G 基站设备的演进需求，做好 5G 基站新产 品研究工作，并加快新技术、新工艺等在 5G 基站设备中的应用，满足中国联通 5G 商用建设要求。 2/22 版权所有 © 中国联通网络技术研究院 2019 中国联通 5G 基站设备技术白皮书 2 5G 网络建设挑战与基站设备演进趋势 2.1 5G 网络建设的主要挑战 5G 通信系统设计指标与 4G 网络相比，各项性能指标大幅提高，5G 基站设备 单站处理能力比 4G 基站设备能力提升了几十倍甚至上百倍。随着 5G 基站设备能 力的大幅提高，对 5G 网络建设也提出了更高的要求，5G 网络建设将面临新挑战。  业务需求多样化 5G 网络的应用市场已拓展到诸多垂直行业，不仅要提供 5G 网络覆盖，还需 要提供定制化、差异化的全业务服务，5G 网络需要支持网络切片的定制、管理等 功能。  组网复杂难度高 5G 时代将出现 2G/3G/4G/5G 多制式网络共存的情况，网元数量倍增，5G 网 络的部署需要考虑与现有 2G/3G/4G 网络之间的互操作、4G 网元的升级改造等。 5G 网络与其他制式网络的多网融合发展是网络建设需要考虑的关键问题之一。 另外，随着 5G 网络向云化网络架构演进，网元之间的关系更加复杂，5G 网络的 建设、运维等工作将发生根本性的变化。  新增站址需求多 5G 系统设计目标很高，为了满足各类超高带宽、超低时延的业务需求，5G 基站数量需要增加，总规模将进一步扩大。新增站址意味着增加建设、投资、维 护等费用，也给无线网规划、建设和维护都带来成倍增加的工作难度。  配套设施改造难 (1) 5G 基站对机房空间要求高。现网 BBU 设备广泛采用 BBU 堆叠的部署方 式，现有机房需要解决 5G BBU 设备的空间需求。 3/22 版权所有 © 中国联通网络技术研究院 2019 中国联通 5G 基站设备技术白皮书 (2) 5G 基站对电源的要求。5G 基站设备功耗大幅提高，现有机房电源将不 能满足新增 5G BBU 和 AAU 设备的供电需求，需要对电源等供电设备进 行新建或改造。 (3) 5G 基站对天面的要求。5G AAU 设备由于尺寸、体积、重量等都有较大 增加，AAU 设备无法与现网 2G、3G、4G 设备共用天面，5G AAU 设备上 塔必须使用独立天面。 (4) 5G 基站对回传带宽的要求。5G 基站能提供更高的峰值速率，对回传网 络带宽要求也大幅增加。因此，机房传输资源必须满足 5G 回传对纤芯 数量、回传带宽、时延等要求。 2.2 5G 基站设备演进趋势 在无线业务宽带化、多样化发展的驱动下，移动通信网络经历了从 2G、3G、 到 4G 的发展历程，网络性能持续提升。5G 新技术的飞速发展也推动基站设备的 持续演进，基站设备在硬件能力、集成度以及软件功能等方面不断提高，向着性 能更优、体积更小、绿色智能等方向继续演进。 5G 商用网络以面向多样化、差异化的业务场景为目标，需要灵活满足高速 率、低时延、高流量、大连接数等性能要求。随着 5G 基站设备的硬件能力和软 件功能进一步快速演进，呈现出通用性、扩