日本软银:开启5G时代

发布时间:2017-02-01 作者:韩钢,江沛(中兴通讯)

        随着移动通信迅猛发展,万物互联的5G时代即将到来,很多国家提出了5G商用计划,以抢占5G先发优势。中国提出2020年5G商用的目标;韩国提出2018年5G预商用的目标,期望以5G网络率先服务平昌冬奥会;日本则计划借2020年东京奥运会举办之机实现商用5G网络;美国Verizon提出在2017年率先商用5G的计划;欧洲提出在2020年每个国家至少有一个主要城市商用5G的计划。可以说,全球领先的运营商都力争成为5G商用的先行者。

 

  2016年9月8日,日本软银召开全球发布会,宣布面向下一代高速通信标准5G的项目“5G Project”正式启动,成为全球第一家商用Pre5G Massive MIMO的运营商。作为软银的5G战略合作伙伴,中兴通讯也成为这个计划的重要推动者。

 

  日本有多家运营商,每年通信投资超过330亿美元,拥有全球首屈一指的移动ARPU(40~50美元/月)水平,通信市场竞争异常激烈。为何软银能够走在日本通信产业的最前沿,成为5G商用的先锋?软银董事长兼CEO孙正义先生早在多年前就宣布要把软银打造成“全球第一的移动互联网公司“,因此,软银不断积极探索最先进的技术并勇于最先应用新技术。看好中兴通讯技术领先和拼搏创新的优势,软银选择与中兴通讯建立战略合作关系,联手打造TDD网络。

 

数据时代,TDD为制胜法宝

 

  软银同时拥有FDD和TDD 2种频谱资源,故采用开放式的网络架构以充分发挥2种制式各自的优势:FDD网络基于上下行信道资源对称、频率相对较低的特点,主要用作覆盖,承担语音和部分数据业务;TDD基于上下行信道资源灵活配置的特点,主要用于承担数据业务。根据软银官方发布的数据,2015年第四季度,TD-LTE网络承载了整个日本软银网络移动宽带数据流量的35%,而这些流量由软银30MHz TD-LTE频谱来支撑,只占软银已商用网络频谱的20%。

 

  TDD网络的蓬勃发展主要源于孙正义先生的战略眼光,他在2003年就非常看好TD-LTE技术,认为它将成为移动宽带网络的杀手锏,他表示:“TD-LTE有其独特的优势,一是上下行非对称,二是TDD拥有丰富的频谱资源,这两点特别适合发展移动互联网业务,能给人们带来最好的移动宽带体验。”

 

  在未来3~5年,软银会采用Pre5G Massive MIMO和8T8R等技术,进一步提升TDD的频谱利用率,逐步向5G阶段迈进。根据软银的频率和技术规划,截止到2020年,TDD将在网络中承担至少50%的数据流量。

 

创新方案,打造高竞争力网络

 

  基于软银现网的状况,中兴通讯定制了创新性的解决方案:领先的C-RAN方案、TD-LTE/PHS共站点共天馈设计方案、SuperCell等。通过这些方案的应用,解决了干扰问题并提升容量,打造高性能高竞争力的优质网络。

 

先进的网络架构

 

  C-RAN是一种具备集中(Cen-tralized)、协作(Cooperative)、云化(Cloud)、绿色(Clean)特征的先进无线接入网络架构方案。通过将BBU集中放置,大幅降低无线接入网络的能耗和运营维护成本;通过共享基带资源,实现站内和站间协同,大幅提升无线网络性能。

 

  早在上世纪七八十年代,以日本经济腾飞为契机,日本政府和NTT集团就推出光纤到户计划,因此日本的光纤资源十分丰富,非常适合采用C-RAN网络架构。软银与中兴通讯因地制宜采用C-RAN架构来部署TD-LTE网络,在提升TD-LTE现网网络性能、降低网络能耗及TCO的同时,更使网络具备向新一代移动通信(5G)演进的能力。

 

TD-LTE/PHS共站点共天馈,100%节省站点新建费用

 

  在网络建设中,站址新建费用占总建网费用的50%以上。如何最大限度地节省站点资源,是软银建设TD-LTE网络面临的第一个难题。经过多次实地勘察以及网络规划仿真,中兴通讯认为软银集团已有的PHS站点可以作为TD-LTE新建站点复用。据统计,软银现网TD-LTE站点与PHS共站站点约占80%,而且绝大部分是抱杆站,大大降低了站点租赁费用。此外,TD-LTE和PHS设备可以完全共用传输设备和电源。原1.9GHz的PHS天线通过小幅度改造,成为1.9GHz的PHS和2.5GHz的TD-LTE双频天线,省去了天线重新购买费用,节省了天面空间。通过这一系列举措,软银不但节省了新建站点的费用,更节省了大量的配套硬件费用。

 

创新的干扰规避方案,有效提升整网性能

 

  软银TD-LTE网络采用全向站设计,站间距比一般的LTE网络小得多,同频干扰问题严重。为了解决该问题,软银与中兴通讯联合推出SuperCell技术,通过将相邻的物理小区合并来避免小区间干扰。但小区合并后的逻辑小区间距扩大,一定程度上降低了原物理小区的容量。为了解决容量降低的问题,软银与中兴通讯在SuperCell方案的基础上,进一步引入了SDMA(空分多址复用)方案,使得网络可以在降低同频干扰的同时,依然保持高容量。在软银的实际网络测试中,运用SuperCell+SDMA技术后,整网平均容量显著提升,控制信号中断率低于2%,小区边缘用户频谱效率提升150%。

 

3.5GHz解决方案,进一步提升网络竞争力

 

  3.5GHz作为5G候选频段,越来越受到全球运营商的关注。软银以LTE-A为技术支撑的3.5GHz移动宽带网络必将会成为其他国家和运营商学习的典范。

 

  针对软银降低TCO的要求,根据现网2.5GHz的TD-LTE和1.9GHz的PHS共站点共天馈的特点,中兴通讯基于C-RAN架构,进一步提出3.5GHz的TD-LTE与1.9GHz PHS、2.5GHz TD-LTE共站、共天线的8T8R方案,显著降低网络TCO。C-RAN解决方案利于后续各种集中式方案的实施,使得3.5GHz网络本身基于8天线,3.5GHz的2CC CA及256-QAM的1Gbps解决方案满足了日本总务省1Gbps的基本要求的同时,其基带集中方式也大幅降低了TDD不同频点以及后续和FDD网络的深度融合的难度,使得软银的网络后续更加容易向5G演进。

 

引入最新技术,树立技术先锋形象 

 

  2015年软银与中兴通讯签订了谅解备忘录(MOU),双方协议在Pre5G和5G研究中积极合作,共同推动TD-LTE新技术新产品的开发和商用。2016年6月,软银与中兴通讯共同测试验证了Massive MIMO的极致性能:在真实的商用环境下,Massive MIMO单小区峰值吞吐量可达316Mbps;除了系统容量大的特点以外,Massive MIMO还能同时接入200个UE做不同业务:视频观看、网页浏览等保持顺畅,毫无卡顿,用户体验极佳;对于小区边缘信号强度微弱的区域,相对于传统宏站,Massive MIMO给用户带来8~10倍的上网体验提升,极大减少了网络中低速率用户的占比,大大提升了小区整体的网络性能及用户体验。

 

  日本软银TD-LTE网络经过5年的飞速发展,已经在日本全国部署了超过66000个TD-LTE商用站点,从最初的几个大城市到如今全国性的无缝网络覆盖,用户数达到2200万。目前,软银与中兴通讯正在5G的创新技术方面展开更广泛的研究与合作。随着“5G Project”的启动以及移动大流量时代的开启,致力于成为全球第一移动互联网公司的软银必将抢占下一代网络先机,走在日本市场的前列,为其用户提供最快、最稳定、体验最好的优质网络。