5G小基站賦能萬千行業(yè)

1、行業(yè)背景

2020年是5G發(fā)展的關(guān)鍵年份，是收尾“十三五”,啟航“十四五”的重要一年。中央政治局會議、國務(wù)院常務(wù)會議、中央政治局常務(wù)會等會議和相關(guān)文件多次強(qiáng)調(diào)“加快5G商用步伐”，充分體現(xiàn)了5G基建對于拉動新基建和經(jīng)濟(jì)增長的重要性和緊迫性。2020年3月，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于推動5G加快發(fā)展的通知》，提出加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)度，支持加大基站站址資源，加強(qiáng)電力和頻率保障，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)共享和異網(wǎng)漫游，切實(shí)保障5G建設(shè)的順利進(jìn)行。截至3月份，已有超過20個(gè)省市發(fā)布5G相關(guān)政策。

作為直屬于國務(wù)院國資委的中央企業(yè)，又是中國通信技術(shù)和信息技術(shù)的一流解決方案提供商，中國信息通信科技集團(tuán)有限公司（簡稱“中國信科集團(tuán)”）積極參與并推動中國5G的發(fā)展。集團(tuán)具備強(qiáng)大的軟硬件開發(fā)能力，擁有4G、5G、云計(jì)算等信息技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)品能力。在5G產(chǎn)品方面，形成宏基站、分布式皮基站和擴(kuò)展型皮基站等全產(chǎn)品覆蓋，為運(yùn)營商不同價(jià)值的應(yīng)用需求提供不同的解決方案。

中信科移動公司作為中信科集團(tuán)子公司，承擔(dān)了集團(tuán)無線通信的重要職能，中信科移動公司的使命是致力于提供最佳的無線通信與信息解決方案和綜合服務(wù)，為客戶創(chuàng)造最大價(jià)值。2G時(shí)代，公司成為國內(nèi)室內(nèi)覆蓋的首創(chuàng)者。3G時(shí)代，通過數(shù)以萬計(jì)的網(wǎng)優(yōu)覆蓋精品工程，成為無線網(wǎng)優(yōu)的領(lǐng)軍者，4G時(shí)代，轉(zhuǎn)型為無線通信綜合解決方案提供商，5G時(shí)代積極布局5G小基站，為運(yùn)營商提供高性能、低成本的室內(nèi)覆蓋解決方案。

5G所擁有的高速率、大連接、低時(shí)延的三大特性，將會使得5G業(yè)務(wù)大多發(fā)生在室內(nèi)。隨著2020年運(yùn)營商室內(nèi)外基站建設(shè)的加速，預(yù)測5G將有超過80%的流量會發(fā)生在室內(nèi)。未來豐富的室內(nèi)應(yīng)用將主要分為兩類場景：一個(gè)是傳統(tǒng)公網(wǎng)覆蓋業(yè)務(wù)，如4K/8K超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等，這些技術(shù)將廣泛應(yīng)用于大型賽事直播、游戲、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域。一個(gè)是“公網(wǎng)專用”的室內(nèi)覆蓋業(yè)務(wù)，如絕大多數(shù)的5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，智慧軌道交通，智能制造等。同時(shí)，5G還將廣泛的應(yīng)用于智能園區(qū)，智慧城市和智慧能源等室內(nèi)外覆蓋兼顧的應(yīng)用場景�？梢哉f，5G是一個(gè)室內(nèi)覆蓋為王的時(shí)代。

（1）數(shù)字化和智能化室內(nèi)覆蓋

相比4G室內(nèi)覆蓋，5G室內(nèi)覆蓋具備更全面的數(shù)字化管理和智能化運(yùn)維的特點(diǎn)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和2/3G的逐步清頻退網(wǎng)，中國室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)將具備“4/5G網(wǎng)絡(luò)長期共存，NSA與SA網(wǎng)絡(luò)中期共存”的特點(diǎn)。

由于2/3G清頻退網(wǎng)以及終端轉(zhuǎn)向5G SA網(wǎng)絡(luò)還需要一個(gè)相對長期的過程，在1~2年內(nèi)，室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性必然會給無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維帶來困難。同時(shí)，5G基于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，進(jìn)一步為行業(yè)客戶提供了確定性網(wǎng)絡(luò)和基于服務(wù)等級的網(wǎng)絡(luò)，以滿足不同行業(yè)應(yīng)用碎片化的特點(diǎn)，但是單純依賴高能耗的宏基站是無法完成服務(wù)性網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)。低能耗、靈活的網(wǎng)絡(luò)切片管理以及不同服務(wù)等級網(wǎng)絡(luò)之間的隔離和安全是5G室內(nèi)覆蓋需要面臨的挑戰(zhàn)。5G小基站具備安裝靈活，能耗低、標(biāo)準(zhǔn)開放接口等特點(diǎn)，是室內(nèi)覆蓋的首選。而小基站統(tǒng)一網(wǎng)管、人工智能的引入和數(shù)字化運(yùn)維管理工具將是未來小基站發(fā)展的三大趨勢。

（2）高性能和低成本的全套行業(yè)解決方案

5G賦能萬千行業(yè)，中信科移動公司的5G擴(kuò)展型小基站系統(tǒng)具備“開放式接口，全套安全的行業(yè)解決方案、低成本和高性能”四大特點(diǎn)。中信科移動公司5G小基站北向業(yè)務(wù)接口滿足3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義，管理接口滿足運(yùn)營商統(tǒng)一網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn)接口，具備可開放管理特性。同時(shí)，依托中信科集團(tuán)優(yōu)勢，可自主提供5G行業(yè)核心網(wǎng)、5G MEC、基于切片網(wǎng)絡(luò)的分組光傳輸系統(tǒng)、5G小基站系統(tǒng)和5G CPE等各種工業(yè)終端，由自主研發(fā)產(chǎn)品構(gòu)建的室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)可以最大限度地保障系統(tǒng)的安全性、可維護(hù)性和靈活可控的端到端網(wǎng)絡(luò)切片管理。同時(shí)，基于高性能低功耗的5G小基站解決方案，可充分實(shí)現(xiàn)低成本和高性能的平衡。

5G作為新基建第一項(xiàng)目，隨著進(jìn)一步基礎(chǔ)型建設(shè)開展，“5G+”將深入到千行百業(yè)。中信科移動公司的5G小基站系統(tǒng)不僅僅能完成高性能的室內(nèi)覆蓋，同時(shí)還將開放的能力提供給云端，中信科移動公司的5G小基站系統(tǒng)除了與中信科集團(tuán)自主知識產(chǎn)權(quán)的“楚天云”系統(tǒng)結(jié)合，同時(shí)也和眾多云系統(tǒng)進(jìn)行連接，在“智慧園區(qū)”、“智慧工廠”等項(xiàng)目中充分體現(xiàn)了“云網(wǎng)結(jié)合”的特性，極大降低了行業(yè)客戶的建設(shè)維護(hù)成本。

2、5G小站解決方案

5G擴(kuò)展型小基站是一種采用數(shù)字化技術(shù)，通過光纖承載無線信號傳輸和分布的微功率的室內(nèi)覆蓋方案實(shí)現(xiàn)低成本和低功耗的5G蜂窩技術(shù)產(chǎn)品。固網(wǎng)寬帶接入到移動核心網(wǎng)，為用戶提供包括傳統(tǒng)蜂窩移動通信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)在內(nèi)的固定移動融合業(yè)務(wù)。

5G擴(kuò)展型小基站主要由基帶單元BBU、遠(yuǎn)端匯聚單元HUB和無線射頻單元RU三部分組成，其中遠(yuǎn)端單元設(shè)備先通過星形級聯(lián)的方式與擴(kuò)展單元設(shè)備連接，擴(kuò)展單元設(shè)備再通過星鏈混合級聯(lián)的方式與主機(jī)單元設(shè)備相連，主機(jī)單元設(shè)備再與核心網(wǎng)連接。擴(kuò)展型小基站主要用于室內(nèi)中低容量場景，滿足不同室內(nèi)場景的差異化需求，并輔以柔性化容量設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)真正的按需部署，是5G數(shù)字化室分覆蓋優(yōu)選方案。

系統(tǒng)組網(wǎng)方面，BBU可以星型鏈接4臺HUB，一個(gè)HUB可以支持?jǐn)U展8個(gè)RU，在HUB滿足鏈型級聯(lián)的情況下，最小系統(tǒng)可以滿足64端RU的無線覆蓋。

系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)方面，HUB和RU采用業(yè)界先進(jìn)的SOC芯片，傳輸接口業(yè)界先進(jìn)的萬兆PHY，通過RJ45和HUB進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，RU采用業(yè)界領(lǐng)先的4通道的高集成收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)ARM和FPGA的高集成度，RX最大支持帶寬200M,TX最大支持帶寬600M，可以同時(shí)支持4T4R 5G系統(tǒng)或者5G+4G雙模系統(tǒng)。

系統(tǒng)能耗優(yōu)化方面，利用了氮化鎵自有的高功率、大寬帶優(yōu)勢，取代LDMOS功放管，同時(shí)結(jié)合數(shù)字預(yù)失真技術(shù)降低了產(chǎn)品的功耗，整體效率可以提高15%以上。

系統(tǒng)覆蓋方面，RU支持的多種功率等級產(chǎn)品，2TR和4TR系統(tǒng)均支持250mW和500mW兩種產(chǎn)品的規(guī)格，單小區(qū)可以支持800個(gè)激活態(tài)用戶，4TR的業(yè)務(wù)峰值速率可以滿足1.5Gbps，2TR的業(yè)務(wù)峰值速率可以滿足750Mbp。

3、產(chǎn)品應(yīng)用

（1）基于5G小站的辦公樓室分覆蓋建設(shè)

中信科移動公司的5G小站系統(tǒng)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)、平臺、端到端業(yè)務(wù)的驗(yàn)證，保證滿足吞吐量、時(shí)延的指標(biāo)要求及關(guān)鍵功能符合5G的覆蓋的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求。同時(shí)在連續(xù)覆蓋的小規(guī)模外場組網(wǎng)測試環(huán)境下，驗(yàn)證移動性切換及業(yè)務(wù)速率等空口性能指標(biāo)。

2020年7月中信科移動聯(lián)合重慶電信在重慶完成了基于中信科移動5G小基站 (2TR，500mW) 辦公樓宇室內(nèi)分布的覆蓋方案驗(yàn)證，中信科移動5G小基站成功接入商用核心網(wǎng)，完成了上下行峰值流量測試。100M帶寬情況下，在信號較好的區(qū)域用戶平均下行速率717Mbps，峰值速率719Mbps，上行平均速率260Mbps，峰值速率285Mbps。

系統(tǒng)設(shè)備在完成實(shí)驗(yàn)段測試后，進(jìn)行系統(tǒng)工程應(yīng)用定型，為后續(xù)開展產(chǎn)品的示范工程建設(shè)奠定了工程基礎(chǔ)。

（2）基于5G小站平臺的5G智慧工廠建設(shè)

2019年4月，中國移動湖北公司聯(lián)合中國信科集團(tuán)公司在武漢正式啟動了國內(nèi)首個(gè)“5G智慧工廠”項(xiàng)目成立了“5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，央視新聞聯(lián)播等主流媒體進(jìn)行了報(bào)道。通過引入基于5G的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“5G無線+5G邊緣計(jì)算+移動云平臺”組網(wǎng)模式，目前已上線的中信科移動生產(chǎn)管理中心、產(chǎn)品交付、高清視頻等一系列具體應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備點(diǎn)對點(diǎn)通信、設(shè)備數(shù)據(jù)上云、橫向多工廠協(xié)同、縱向供應(yīng)鏈互聯(lián)，打造設(shè)備全生命周期在線管理、運(yùn)營數(shù)據(jù)監(jiān)控與決策、訂單全程追溯的透明交付，基于5G的工業(yè)控制互操作在工廠智慧化管理中成為可能，生產(chǎn)效率較改造前提升30%以上。當(dāng)天同時(shí)啟動的5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，將借助信息化技術(shù)打通企業(yè)各流程，合力深入開展5G應(yīng)用落地和示范，積極打造工業(yè)“智能+”特色，進(jìn)一步擴(kuò)大5G無線在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響力和輻射能力。

4、總結(jié)

5G商用網(wǎng)絡(luò)2020已正式開啟，宏基站建設(shè)已在緊鑼密鼓的進(jìn)行中，相比宏站來說，小基站的部署靈活、建造簡單，成本低、效率高，小基站不僅可以用于增強(qiáng)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，還可以為滿足垂直行業(yè)的業(yè)務(wù)需求，提供更好的服務(wù)。

在5G時(shí)代，業(yè)務(wù)場景將更多地從室外轉(zhuǎn)向室內(nèi)，室內(nèi)有賴于小基站的增強(qiáng)覆蓋，實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)吸熱和補(bǔ)盲作用的小基站即將大展身手，小基站即將迎來發(fā)展機(jī)遇。5G小基站的三級架構(gòu)設(shè)計(jì)方案，滿足5G新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)和工程的需求，可以為用戶、行業(yè)帶來更高性價(jià)比的5G覆蓋解決方案和高質(zhì)量的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)5G的快速發(fā)展。