什么是5G基站，和4G基站有什么区别？

Posted 2023-05-02

在3月8日的十三届全国人大五次会议"部长通道"上,工信部部长肖亚庆说,目前我国已建成5G基站142.5万个,今年有望突破200万个。

什么是5G基站，和4G基站有什么区别？在5G网络中，接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体：CU（Centralized Unit，集中单元）DU（Distribute Unit，分布单元）AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）什么是5G基站，和4G基站有什么区别？

在5G网络中，接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成了。而是被重构为以下3个功能实体：CU（Centralized Unit，集中单元）DU（Distribute Unit，分布单元）AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）4G与5G基站组成的区别CU：原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。DU：BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。AAU：BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。

参考技术A 5G基站是5G网络的核心设备，提供无线覆盖，实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。基站的架构、形态直接影响5G网络如何部署。由于频率越高，信号传播过程中的衰减也越大，5G网络的基站密度将更高。
区别：
从基站的射频单元有长长的馈线连接到铁塔上的天线，到了3G时代开始有基带单元和射频单元开始分离，也就开始有了基带=BBU+RRU+天馈系统。早期的时候RRU也是挂在机房的墙壁上的，通过长长的馈线连接到铁塔上的天线的端口上，再后来为了节省机房内的空间，RRU开始上塔，也就有了RRU拉远基站，这种RRU拉远被称为D-RAN(分布式无线接入网)。
到了4G时代更有一些BBU被集中部署与某个机房之内，而RRU上塔，BBU和RRU之间通过光纤拉远布放，这种BBU集中部署被称为BBU池，这种BBU集中部署就是最早期的C-RAN(集中化无线接入网)的概念，这样的好处是可以节省大量的机房空间，也非常省电，要知道机房的耗电最大的地方其实不是设备，而是机房里的空调。

5G的基站和4G基带又有了不同之处，5G基带的第一个不同，就是出现了一个叫AAU的设备，这个设备其实说穿了也不是很复杂，它等于是RRU+天线，而一种5G的基站就是BBU+AAU的部署。现在华为提出的5G极简站点，可以使用一个兼容2/3/4/5G/NB-IOT的BBU取代原来的2G BBU/3G BBU/4G BBU，统一到一个BBU里，这种部署属于5G最早期的CU+DU的部署，未来还有可能有别的变化。 参考技术B 4G基站和5G基站的区别

5G宏基站的成本，一般来说，是由 主设备、 动力配套设备设施、 土建施工共同组成。

像BBU、AAU、传输设备这些，就是主设备。像电源、电池、空调、监控这些，就是动力配套。而机房这些，当然就是土建施工了。

先看主设备。

目前5G还处于刚起步的阶段，各个设备商的5G主设备价格还存在变动。而且，单买一个设备的价格，和运营商集团采购（集采）的价格，存在巨大的差距。

举个例子来说，目前，某设备商的标配（1个BBU+3个AAU），只算硬件的价格，报给国内运营商大约是20万元人民币（以下如未特殊说明，单位都是人民币）。而在国外，可以报到30-40万人民币的价格。

网友透露的AAU价格，差不多。

5G AAU

如果你作为个人去找设备商，1BBU+1AAU，对方敢报80万。非主流厂商也敢报30万。（别问我怎么知道的，因为我刚去问过。

）

所以说，主设备的报价差距是非常悬殊的。我们暂且还是以国内运营商购买的价格来算，大约 20~25万吧。

BBU一般包括基带板、主控板、电源模块等。基带板价格最贵，占成本的大头（1~2万）。主控板和电源啥的，不值钱，几千块。

同时支持4G和5G的BBU

顺便说说4G主设备的价格，一般BBU1~2万，RRU1万左右，天线1~5千不等。

国内天线价格，仅供参考

再来看看动力配套的费用。

动力配套设备为基站提供电力和降温保障，是一个基站正常运行的前提。

基站站房内景

根据不同的基站配置，所需的动力配套设备数量和规格也有很大不同。下表是动力配套相关设备设施的一个范例：

一个室外机柜，大约5000元/个。电源柜一般也是5000~10000元。

基站室外机柜

蓄电池是基站市电意外中断后，提供应急电力的。普通铅酸电池价格是1~2元/Ah。磷酸铁锂电池是4元以上/Ah。电池分为机柜式安装和铁架式安装，规格是48V100Ah~48V1000Ah等。

基站蓄电池，是小偷的主要目标

基站站房还配有空调，价格几千到一万不等。

此外还有一些防雷设施设备和防盗监控的设备，价格都不是很贵，就不单列了。

动力配套的硬件成本，算下来大约是 3~5万元。

接下来是站房的土建施工费用。

这个费用就有点复杂了。有的时候是自建物业，有的时候是租用业主物业，根据所处的地域不同，价格存在很大的差别。

你说北京闹市区高档写字楼租一个机房，价格和四五线城市当然是不能比的。一线城市的场租有时候都要5-6万。

铁塔方面，前几天小枣君刚好介绍过，分为单管塔、角钢塔、景观塔、抱杆等好多种。不同的铁塔类型，价格差异也很大。

通信塔桅的分类

例如，一个普通的三管塔，重量在8.5吨左右，造价约9万元。

三管塔

根据手头上的资料，我大概估算了一下各类型铁塔的价格，如下表所示：

铁塔建造成本参考

注：铁塔价格随钢材价格有较大波动，以上成本仅供参考。

土建这块涉及的杂七杂八的费用多种多样，有时候还包括地勘费、建设用地及综合赔补费、外电引入施工费用、选址费等。我今天并不是真正要去做工程概预算，就不一个一个抠了。通过上面的表格，大家心里大概有个数。

一般来说，机房基建相关的工作，都是中国铁塔公司负责。铁塔承担成本之后，再向运营商收取租金。收租的方式，一般根据设备的体积和占用的空间来计算。例如铁塔上挂AAU，就会根据AAU的数量，占用的天面资源，来计算租金。

以上所说的费用，就是建设一个基站需要支出的硬件相关的成本和费用。

除了硬件费用之外，再加上（主设备）软件费用，安装耗材等等，七七八八加在一起， 不算租金和人工的话， 如果新建一个5G宏基站，大约是30万。 如果把租金和人工算上，平均下来估计是40~50万。

需要注意的是，目前运营商建设5G宏基站，只有很少部分是全新建设，大部分都是在现有2/3/4G站址下，新增5G主设备。可能涉及到的费用，就是主设备成本、机房改造、电源扩容，还有就是新增5G设备所需要交的租金等。这个费用远远低于新建一个基站的费用。

前面说的是宏基站。微基站的话，和宏基站有较大不同。微基站本身的价格肯定没有宏基站高，但是在城市人口密集场所，租金、入场费往往会比较贵，而且室内施工（布线、安装）的成本也比较贵。

5G微基站

目前国内5G建设还是宏基站为主，相对比较容易。后期进入深度覆盖，开始拼命建微基站，运营商的压力就会越来越大了。

宏站主要负责广域覆盖，微站和室分负责深度覆盖和容量吸收。

5G除了建设成本（CAPEX）之外，更可怕的是后期的维护和使用成本（OPEX）。

以前我曾经和大家说过，5G基站的功耗远远大于4G基站，目前大约是3~3.5KW，约是4G基站的2~3倍。电费将是5G时代运营商最不可忽视的现实成本。 参考技术C 4G基站和5G基站的区别

5G宏基站的成本，一般来说，是由 主设备、 动力配套设备设施、 土建施工共同组成。

像BBU、AAU、传输设备这些，就是主设备。像电源、电池、空调、监控这些，就是动力配套。而机房这些，当然就是土建施工了。

先看主设备。

目前5G还处于刚起步的阶段，各个设备商的5G主设备价格还存在变动。而且，单买一个设备的价格，和运营商集团采购（集采）的价格，存在巨大的差距。

举个例子来说，目前，某设备商的标配（1个BBU+3个AAU），只算硬件的价格，报给国内运营商大约是20万元人民币（以下如未特殊说明，单位都是人民币）。而在国外，可以报到30-40万人民币的价格。

网友透露的AAU价格，差不多。

5G AAU

如果你作为个人去找设备商，1BBU+1AAU，对方敢报80万。非主流厂商也敢报30万。（别问我怎么知道的，因为我刚去问过。

）

所以说，主设备的报价差距是非常悬殊的。我们暂且还是以国内运营商购买的价格来算，大约 20~25万吧。

BBU一般包括基带板、主控板、电源模块等。基带板价格最贵，占成本的大头（1~2万）。主控板和电源啥的，不值钱，几千块。

同时支持4G和5G的BBU

顺便说说4G主设备的价格，一般BBU1~2万，RRU1万左右，天线1~5千不等。

国内天线价格，仅供参考

再来看看动力配套的费用。

动力配套设备为基站提供电力和降温保障，是一个基站正常运行的前提。

基站站房内景

根据不同的基站配置，所需的动力配套设备数量和规格也有很大不同。下表是动力配套相关设备设施的一个范例：

一个室外机柜，大约5000元/个。电源柜一般也是5000~10000元。

基站室外机柜

蓄电池是基站市电意外中断后，提供应急电力的。普通铅酸电池价格是1~2元/Ah。磷酸铁锂电池是4元以上/Ah。电池分为机柜式安装和铁架式安装，规格是48V100Ah~48V1000Ah等。

基站蓄电池，是小偷的主要目标

基站站房还配有空调，价格几千到一万不等。

此外还有一些防雷设施设备和防盗监控的设备，价格都不是很贵，就不单列了。

动力配套的硬件成本，算下来大约是 3~5万元。

接下来是站房的土建施工费用。

这个费用就有点复杂了。有的时候是自建物业，有的时候是租用业主物业，根据所处的地域不同，价格存在很大的差别。

你说北京闹市区高档写字楼租一个机房，价格和四五线城市当然是不能比的。一线城市的场租有时候都要5-6万。

铁塔方面，前几天小枣君刚好介绍过，分为单管塔、角钢塔、景观塔、抱杆等好多种。不同的铁塔类型，价格差异也很大。

通信塔桅的分类

例如，一个普通的三管塔，重量在8.5吨左右，造价约9万元。

三管塔

根据手头上的资料，我大概估算了一下各类型铁塔的价格，如下表所示：

铁塔建造成本参考

注：铁塔价格随钢材价格有较大波动，以上成本仅供参考。

土建这块涉及的杂七杂八的费用多种多样，有时候还包括地勘费、建设用地及综合赔补费、外电引入施工费用、选址费等。我今天并不是真正要去做工程概预算，就不一个一个抠了。通过上面的表格，大家心里大概有个数。

一般来说，机房基建相关的工作，都是中国铁塔公司负责。铁塔承担成本之后，再向运营商收取租金。收租的方式，一般根据设备的体积和占用的空间来计算。例如铁塔上挂AAU，就会根据AAU的数量，占用的天面资源，来计算租金。

以上所说的费用，就是建设一个基站需要支出的硬件相关的成本和费用。

除了硬件费用之外，再加上（主设备）软件费用，安装耗材等等，七七八八加在一起， 不算租金和人工的话， 如果新建一个5G宏基站，大约是30万。 如果把租金和人工算上，平均下来估计是40~50万。

需要注意的是，目前运营商建设5G宏基站，只有很少部分是全新建设，大部分都是在现有2/3/4G站址下，新增5G主设备。可能涉及到的费用，就是主设备成本、机房改造、电源扩容，还有就是新增5G设备所需要交的租金等。这个费用远远低于新建一个基站的费用。

前面说的是宏基站。微基站的话，和宏基站有较大不同。微基站本身的价格肯定没有宏基站高，但是在城市人口密集场所，租金、入场费往往会比较贵，而且室内施工（布线、安装）的成本也比较贵。

5G微基站

目前国内5G建设还是宏基站为主，相对比较容易。后期进入深度覆盖，开始拼命建微基站，运营商的压力就会越来越大了。

宏站主要负责广域覆盖，微站和室分负责深度覆盖和容量吸收。

5G除了建设成本（CAPEX）之外，更可怕的是后期的维护和使用成本（OPEX）。

以前我曾经和大家说过，5G基站的功耗远远大于4G基站，目前大约是3~3.5KW，约是4G基站的2~3倍。电费将是5G时代运营商最不可忽视的现实成本。 参考技术D G网络已经注定要结束，5G时代即将登陆。近年来，时代的不断发展和更新，互联网以及物联网时代的带来，在网络通信方面受到了很大的冲击，4G网络远远满足不了人们对网络通讯的需求。5G要想覆盖到老百姓的方方面面必然少不了建基站了，什么是5G基站？和4G基站有什么区别？

5G基站是一个比较有意思的概念，简单的说5G基站就是5G的无线接入网，基站从2G到3G和4G，其实一直在不断的演进，早在2G时代，基站被称为BTS(基带收发系统)。基站包括基带单元、射频单元和天线系统，在2G时代基带单元和射频单元在同一个机柜里。

从基站的射频单元有长长的馈线连接到铁塔上的天线，到了3G时代开始有基带单元和射频单元开始分离，也就开始有了基带=BBU+RRU+天馈系统。早期的时候RRU也是挂在机房的墙壁上的，通过长长的馈线连接到铁塔上的天线的端口上，再后来为了节省机房内的空间，RRU开始上塔，也就有了RRU拉远基站，这种RRU拉远被称为D-RAN(分布式无线接入网)。

到了4G时代更有一些BBU被集中部署与某个机房之内，而RRU上塔，BBU和RRU之间通过光纤拉远布放，这种BBU集中部署被称为BBU池，这种BBU集中部署就是最早期的C-RAN(集中化无线接入网)的概念，这样的好处是可以节省大量的机房空间，也非常省电，要知道机房的耗电最大的地方其实不是设备，而是机房里的空调。

5G的基站和4G基带又有了不同之处，5G基带的第一个不同，就是出现了一个叫AAU的设备，这个设备其实说穿了也不是很复杂，它等于是RRU+天线，而一种5G的基站就是BBU+AAU的部署。现在华为提出的5G极简站点，可以使用一个兼容2/3/4/5G/NB-IOT的BBU取代原来的2G BBU/3G BBU/4G BBU，统一到一个BBU里，这种部署属于5G最早期的CU+DU的部署，未来还有可能有别的变化。

其实这个CU就是把BBU里的一些非实时性的功能拿出来，这部分可以集中部署，而DU则是一些BBU的实时性的功能，所以就放在贴近远端AAU或者是天线的部分，未来的5G组网发展过程中，可能是C-RAN/D-RAN/CU云化多种部署方式，还是比较的复杂的。

浙江中域电气有限公司，以线鼻子、冷热缩电缆附件等为主营业务。主要产品有铜鼻子、铝鼻子、铜铝接线鼻子、开口铜鼻子、铜接线鼻子、双孔线鼻子、冷缩电缆附件、接线端头、塑料接线端子、C45插针、绝缘护套、冷压端子、螺旋压线帽、SC端子、DT/DTL/OT/UT铜接头、压线钳、剥线钳、TC/TB/TD接线端子等附件。

致力于接线器材事业8年，拥有雄厚的技术力量、先进的生产检验设备、精湛的生产工艺、完善的质量保证体系与现代化的管理手段，成功服务过上千家公司。凭借优质的产品和完善的售后服务，与众多电力建设工程公司成为密切合作伙伴。

5G（IMT-2020）简介

目录

• 1. 5G相关概念
• • 1.1 ITU对IMT2020愿景的描述
  • 1.2 5G的性能
  • 1.3 5G的频谱
  • 1.4 5G的主要频段之毫米波
  • 1.5 5G 协议标准的发展
• 2. 新架构——5G接入网
• • 2.1 传统基站系统
  • 2.2 5G基站
  • 2.3 5G切片
  • 2.4 5G对承载网带宽需求分析
• 3. 新架构——5G承载网
• • 3.1 承载网带宽
  • 3.2 **承载网带宽解决方案**
  • 3.3 MEC（移动边缘计算）
  • 3.4 5G中回传L3到边缘，使能灵活连接
  • 3.5 GPU+1588
  • 3.6 Flex-Eth实现网络切片
  • 3.7 敏捷运营
• 4. 新架构——5G核心网
• • 4.1 面向业务的核心网网络架构
  • 4.2 基于服务的架构
  • 4.3 CUPS提升用户体验和网络效率
• 5. 新架构-5G架构
• • 5.1 5G组网方式
  • 5.2 SA组网
• 6. 新空口
• • 6.1 新空口主要技术
  • 6.2 5G空口频谱
  • 6.3 大带宽
  • 6.4 C波段的覆盖性能
  • 6.5 上下行解耦（SUL）
  • 6.6 毫米波部署的挑战
  • 6.7 调制技术-QAM调制
  • 6.8 MIMO原理
  • 6.9 信道编码技术
  • 6.10 频率利用率提升技术– F-OFDM
  • 6.11 灵活帧结构配置 - Numerology
  • 6.12 自包含时隙
• 7. 5G网络安全
• • 7.1 3GPP协议保障网络安全
  • 7.2 用户标识加密，增强型密钥
  • 7.3 完整性：用户面增加完整性保护，防篡改

1. 5G相关概念

第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

1.1 ITU对IMT2020愿景的描述

1. 超高速率(eMBB)

增强移动宽带：以人为中心的应用场景，集中表现为超高的传输数据速率，广覆盖下的移动性保证等，这是最直观改善移动网速，未来更多的应用对移动网速的需求都将得到满足

2. 超大连接(mMTC)

海量物联：5G 强大的连接能力可以快速促进各垂直行业（智慧城市、智能家居、环境监测等）的深度融合，从而实现万物互联（面向车联网、工业控制、远程医疗等特殊应用）

3. 超低时延(uRLLC)

高可靠低时延连接：在此场景下，连接时延要达到 1ms 级别，而且要支持高速移动（500KM/H）情况下的高可靠性（99.999%）连接

IMT-2020 vs. IMT-Advanced 在关键性能指标上的对比：

1.2 5G的性能

5G技术包括：

1. 新空口关键使能技术

5G NR中新的关键空口技术

1. Massive MIMO：配对算法优化，DMRS增强
2. 新的物理信号设计：CRS-Free，DM-RS
3. Flexible：灵活Numerology
4. 新频谱：引入C-band，毫米波频段

2. LTE Advanced Pro演进

作为LTE和LTE-A系列技术的一个独特标识，这是4.5G在标准上的正式命名

3. 下一代核心网NextGen
4. EPC演进

5G性能主要指标：

5G安全性更高：

5G网络安全将保护用户数据，构筑网络韧性

1. 机密性和完整性
   保护用户隐私信息（签约信息和位置信息等）、用户通信数据、运营商关键数据（比如报表、话单等）。
2. 可用性
   识别非法攻击并削减攻击带来的影响
3. 可追溯性
   记录操作便于安全审计、问题定界等
4. 密码算法增强
   256bit加密算法（4G为126bit）
5. 用户永久身份加密
   用户IMSI加密发送（4GIMSI明文发送）
6. 对接安全性
   PLMN间的端到端安全保护（4G有类似于SS7攻击）
7. 空口保护措施
   空口用户面完整性保护（4G用户面变更攻击）

5G网络演进的路线：

5G重点关注对象：

1.3 5G的频谱

5G将聚合所有的频段频谱：

C-band 和高频G30/G40将成为5G的可获得频谱：

1. 首频：首选3.5GHz，因为它是6GHz以下可以获取最宽的连续频谱 ，覆盖和容量综合考虑，全球完善生态系统。 C-band不可用时，选择2.6GHz 作为eMBB首频，还可以通过与LTE 2.1GHz/1.8GHz 双连接，提升5G用户体验。
2. 热点补充：mmWave作为热点补充频段。

1.4 5G的主要频段之毫米波

毫米波简介：

毫米波：波长1-10毫米的电磁波（频率在30GHz-300GHz之间的电磁波），5G通讯中所使用的主要频段之一

1. 优点
   
   1.1 极宽的带宽：毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz，配合各种多址复用技术的使用可以极大提升信道容量，适用于高速多媒体传输业务
   
   1.2 波束窄：可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节
   
   1.3 较高的频率：受干扰很少，可靠性高
   
   1.4 方向性好：毫米波受空气中各种悬浮颗粒物的吸收较大，使得传输波束较窄，增大了窃听难度，适合短距离点对点通信
   
   1.5 波长极短：所需的天线尺寸很小，易于在较小的空间内集成大规模天线阵
   
2. 缺点
   
   2.1 大气中传播衰减严重
   
   2.2 器件加工精度要求高
   

毫米波覆盖：

毫米波应用- WTTx，热点eMBB，自回传：

1. 毫米波用于热点eMBB
   
   1.1 室内外热点，视距场景
   1.2 C-Band和毫米波双连接
2. 毫米波用于WTTx
   
   2.1 郊区WTTx接入
   2.2 CPE可以室外或者室内安装
3. 毫米波用于无线回传
   
   3.1 集成5G接入和回传功能，基于时间、频率、 空间等维度进行动态调度
   3.2 通过自回传，站点部署更方便
   

1.5 5G 协议标准的发展

5G 从3GPP Release 15 开始：

日韩5G最激进的运营商与Verizon结成联盟
四家最激进的运营商成立OTSA，旨在加速5G标准化和商用进程

1. 共同制定5G试验的统一规格，高效推进5G开发（2016年7月，Verizon宣布完成5G无 线标准的制定。）
2. 除运营商参加外，后续会加入网络、芯片、终端、仪器厂家
3. 推动28GHz频谱发放
4. 加速商用解决方案，推动5G产业发展
5. 共同开发和讨论5G use cases

3GPP加速5G标准进程

1. Polar Code入选R15 eMBB短码，边缘化OTSA，初步维护了全球统一标准。
2. Phase I：预期2018年6月份/Rel-15完成，解决部分迫切的运营商市场需求，优先eMBB和uRLLC业务

R15 Ph1 NSA标准(eMBB)在17.12冻结

所谓冻结是后续不能有新的特性增加到这个版本里，通俗的说，就是定稿了，定了的东西咱不能去改了，大家才敢都按这个标准制造产品。

2. 新架构——5G接入网

无线通信网络架构：

通信流程：

1. 通信网络的逻辑架构，一直都是：手机→接入网→承载网→核心网→承载网→接入网→手机。
2. 通信过程的本质，就是：编码解码、调制解调、加密解密。

2.1 传统基站系统

一个基站通常包括：

1. BBU（主要负责信号调制）
2. RRU（主要负责射频处理）
3. 馈线（连接RRU和天线）
4. 天线（主要负责线缆上导行波和空气 中空间波之间的转换）。

早期基站系统进化-RAN：

1. RRU和BBU先给拆分

2. BBU和RRU挂墙上
   

3. 机柜中的BBU
   

早期基站系统进化D-RAN（分布式无线接入网）

RRU不再放在室内，而 是被搬到了天线的身边 （所谓的“RRU拉远”），也就是分布式 基站DBS3900

D-RAN优点：

1. 大大缩短了RRU和天线之间馈线的长 度，可以减少信号损耗，也可以降低馈线的成本。
2. 以让网络规划更加灵活。RRU加天线比较小，想怎么放，就怎么放。

D-RAN到C-RAN（集中化无线接入网）

在D-RAN的架构下，运营商仍然要承担非常 巨大的成本。因为为了摆放BBU和相关的配套设备（电源、空调等），运营商还是需要租赁 和建设很多的室内机房或方舱。

2.2 5G基站

1. CU：原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。
2. AAU：BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为 AAU。
3. DU：BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。
4. 简而言之，CU和DU，以处理内 容的实时性进行区分

CU部署方案：

承载结构变化

在图中，EPC（就是4G核心网）被分为New Core（5GC，5G核心网）和MEC（移动网络边界计算平台）两部分。MEC移动到和CU一起，就是所谓的“下沉”（离基站更近）。

无线网络云化演进概述

2.3 5G切片

切片图示

用切片来满足多样的商业需求

5G灵活的架构

2.4 5G对承载网带宽需求分析

5G承载技术新需求分析：主要体现在带宽和未来垂直行业分片两方面。车辆网等低时延需求，主要通过核心网网关下沉缩短传输距离来解决。

5G频谱资源和频谱效率大幅提升

5G基站带宽计算：5G频谱100M+4G频谱60M

5G对承载网时延需求

E2E 5ms时延进行分解，承载网时延要求2ms

C-Band和毫米波是5G的主力波段，都采用TDD模式，时间同步是必须要求。

5G对承载网切片技术需求

承载网切片关键点：

1. 需要保证不同分片对承载的带宽、时延、和可靠性不同的带宽需求。
2. 分片的灵活创建和删除。
3. 分片的灵活调整。
4. 各分片间需要完全隔离，分片的调整不 会影响其他分片。

5G对承载网自动化需求

1. 按需的连接
2. 分片全生命周期自动管理
3. 业务跨域快速布放

3. 新架构——5G承载网

3.1 承载网带宽

总体建议

1. 纵向自上而下
   1.1 汇聚核心搭平台，能力提前构建
   1.2 接入提带宽，大端口按需引入
2. 横向带宽升级：发展期 成熟期，热点区域 普通区域

建网原则
网络流量随着业务发展逐步提升，充分利旧现网，原则如下：

1. 接入环带宽规划：
   1.1 10GE到站成为必须
   1.2 已有10GE环，网络实际流量 < 20%场景，可满足5G初 期 应用
   1.3 已有10GE环，网络实际流量 > 20%场景，升级到50GE
2. 汇聚核心带宽规划：
   侧重容量平台提前构建，100GE/200GE端口按需引入

3.2 承载网带宽解决方案

1. X-HAUL：
   

2. 前传：

3. 回传有光纤：

4. 回传协议简化：
   
   4.1 当前的问题：协议众多，配置复杂；运维人员要求高；自动化能力差
   4.2 目标协议价值：设备配置简化；业务自动下发，缩短 TTM；降低运维人员能力要求，提升运维效率

3.3 MEC（移动边缘计算）

MEC七大场景 (ETSI定义)

1. 应用本地化：
   

企业分流：将用户面流量分流到企业网络

2. 内容区域化：

2.1 视频流分析：在边缘对视频分析处理，降低视频采集设备的成本、减少发给核心网的流量
2.2 视频优化：在边缘部署无线分析应用，辅助TCP拥塞控制和码率适配

3. 计算边缘化：

3.1 增强现实：边缘应用快速处理用户位置和摄像 头图像，给用户实时提供辅助信息
3.2 车联网：MEC分析车及路侧传感器的数据，将危险等时延敏感信息发送给周边车辆
3.3 物联网：MEC应用聚合、分析设备产生的消 息并及时产生决策
3.4 辅助敏感计算：MEC提供高性能计算，执行时延敏感的数据处理，将结果反馈给端设备

MEC组网架构：

3.4 5G中回传L3到边缘，使能灵活连接

3.5 GPU+1588

1588V2可以满足5G初期部署的时间同步要求，后续基于1588V2.1新标准提供更高精度时钟满足协同特性要求

3.6 Flex-Eth实现网络切片

3.7 敏捷运营

“云化+大数据分析”，分阶段使能网络智能化

4. 新架构——5G核心网

4.1 面向业务的核心网网络架构

NGC Vs EPC：

4.2 基于服务的架构

1. 大规模网络，网元间耦合功能。
2. 新功能标准化时间长。
3. 减少接口，极简网络。
4. 功能解耦，开放架构。
5. 独立服务，快速创新。

4.3 CUPS提升用户体验和网络效率

5. 新架构-5G架构

5.1 5G组网方式

1. NSA (Non-Standalone，非独立组网)
   Phase1.1 推出5G非独立组网架构(NSA，NR+EPC），结合MSA技术实现两个制式的协同。
   

1. 支持eMBB
2. LTE为锚点，复用4G核心网，快速引入5G NR
3. 5G叠加于4G网络上，无需提供连续覆盖

2. SA (Standalone， 独立组网)
   Phase1.2 推出5G独立组网架构(SA，NR+NG CORE）。
   

1. 支持eMBB/uRLLC/mMTC及网络切片
2. 需要新建5G Core
3. 对5G的连续覆盖有较高要求

5.2 SA组网

1. 5G网络组成包括：
   1.1 无线网络：NR (New RAN)
   1.2 核心网：NGC （Next Generation Core)
2. 5G无线网络接口包括
   2.1 Xn
   2.2 NG-C（控制面板）
   2.3 NG-U（用户面）
   2.4 Uu（无线空口）

6. 新空口

6.1 新空口主要技术

新空口可以灵活适配众多业务，支撑更高的速率，更高的频谱效率

6.2 5G空口频谱

“Sub 6G”与“毫米波”

在3GPP协议中，5G的总体频谱资源可以分为以下两个频谱范围FR（Frequency Range）：

1. FR1：Sub 6G频段，也就是我们说的低频频段，是5G的主用频段；其中3GHz以下的频率我们称 之为sub3G，其余频段称为C-band。
2. FR2: 6G以上的毫米波，也就是我们说的高频频段，为5G的扩展频段，频谱资源丰富。

6.3 大带宽

大带宽是5G的典型特征：

1. Sub 6G小区最大小区带宽100MHz
2. 毫米波最大小区带宽400MHz
3. 20MHz以下带宽定义主要是满足既有频谱演进需求

6.4 C波段的覆盖性能

6.5 上下行解耦（SUL）

1. SUL是弥补C-Band上行覆盖短板的重要技术
2. 相比下行覆盖，C波段上行有13.7dB的 覆盖差距
3. 通过将上行的发送切换到1.8G， 可以有效补偿 上行覆盖问题

6.6 毫米波部署的挑战

6.7 调制技术-QAM调制

6.8 MIMO原理

传统MIMO：

Massive MIMO(multiple-input multiple-output): 大规模的天线形成阵列。

通过对每个天线进行加权，控制大规模的天线阵列，进一步提升无线覆盖。

Massive MIMO天馈结构：

Massive MIMO增益：

1. 阵列增益：通过增加天线数量，获得更高阵列增益，提升覆盖。
2. 赋型增益：水平和垂直两个方向同时波束赋型，提升系统覆盖和用户数。
3. 复用增益：最多支持16个数据流，提升系统吞吐率；空分复用，支持更多用户。
4. 分集增益：通过增加天线数量，从而形成更多的数据空间传输路径，提升数据传输可靠性。

Massive MIMO—增强覆盖：

1. 业务信道：
   1.1 高增益窄波束
   1.2 赋形方向动态调整
   

2. 广播信道：
   2.1 高增益窄波束
   2.2 场景化的波束扫描
   

6.9 信道编码技术

1. 信道编码的选择的基本原则：
   1.1 编码性能：纠错能力以及编码冗余率
   1.2 编码效率：复杂程度及能效
   1.3 灵活性：编码的数据块大小，能否支持IR-HARQ(增量冗余的混合自动重传)
2. Turbo编码：
   性能好，随着速率的增加，编码的运算量会线性增加， 能效成为挑战
3. LDPC -Low Density Parity Check Code（用于大包业务信道）：
   性能好，复杂度低，通过并行计算，对高速业务支持好
4. Polar码（用于控制信道）
   对小包业务编码性能突出
   

6.10 频率利用率提升技术– F-OFDM

6.11 灵活帧结构配置 - Numerology

Numerology：即灵活帧格式，指NR中的SCS（SubCarrier Spacing，子载波间隔），以及与之对应的符号长度，CP长 度等参数的灵活配置

6.12 自包含时隙

在NR的slot结构中，有两种特殊的Slot结构，我们称之为自包含时隙，其设计目标是为了缩短上下行 数传的RTT时延，分别包含以下两种场景。

1. 下行自包含时隙：
   同一个时隙中包含下行数传以及对应的HARQ反馈
   
2. 上行自包含时隙：
   同一个时隙包含上行调度信息以及上行数传
   

7. 5G网络安全

运营商网络域外关键安全威胁：

7.1 3GPP协议保障网络安全

3GPP标准安全目标：

1. 确保合法接入网络：
   1.1 UE与网络间进行双向认证，防范伪基站
   1.2 UE由高制式网络回落到低制式
2. 保障空口的机密性、完整性：
   2.1 加密算法秘钥使用256bit秘钥
   2.2 新增IMSI加密保护用户隐私
   2.3 用户面新增完整性保护
3. 确保3GPP网元间连接安全：
   3.1 3GPP各网元间使用IPSec保护传递信息安全
   3.2 5GC归属域与漫游域之间通过SEPP保证安全
   3.3 5GC服务功能间使用HTTPS

5G UE和核心网互相认证鉴权

1. 2G网络单向认证导致2G伪基站问题难以解决
2. 3/4/5G均采用双向认证鉴权
   

7.2 用户标识加密，增强型密钥

7.3 完整性：用户面增加完整性保护，防篡改