[论文解读] Techno-economic analyses for vertical use cases in the 5G domain

Sandrine Roblot, Mythri Hunukumbure+6 more|arXiv (Cornell University)|Jun 24, 2019

Advanced MIMO Systems Optimization被引用 7

一句话总结

本文针对四个垂直应用场景——汽车、智慧城市、广域连接和灾难/应急支持——开展了5G-NR网络部署的技经分析，评估了不同部署选项之间的成本权衡。研究识别了关键成本驱动因素和敏感性因素，初步结果显示，在不同部署策略和参数设置下，广域和应急网络存在显著的经济权衡。

ABSTRACT

This paper provides techno-economic analyses on the network deployments to cover 4 key verticals, under 5G-NR. These verticals, namely Automotive, Smart city, Long range connectivity and Disaster and emergency support, were chosen to reflect the ONE5G project objective of investigating environments from densely populated cities (''Megacity'') to large underserved areas. The work presented covers the network deployment framework including common centralization strategies and the main cost factors. Initial results presented for long range connectivity and emergency support networks provide the cost trade-offs in different deployment options and cost sensitivity to some of the parameters.

研究动机与目标

• 评估5G-NR网络在多样化垂直应用场景中的技经可行性。
• 识别5G网络在垂直领域部署中的常见集中化策略及主要成本因素。
• 分析广域连接和应急支持网络在不同部署选项下的成本权衡。
• 评估特定垂直场景中关键网络参数对部署成本的敏感性。

提出的方法

• 针对四个垂直应用场景，开展定制化的5G-NR网络部署技经建模。
• 应用常见的集中化策略以降低基础设施和运营成本。
• 对设备、回传、频谱和站点获取等成本组成部分进行建模。
• 通过敏感性分析评估覆盖范围、用户密度和频谱分配等关键参数对成本的影响。
• 采用整合技术性能与经济成本因素的框架，进行对比评估。
• 利用ONE5G项目中的真实部署场景对结果进行验证，重点关注超大城市和欠发达地区。

实验结果

研究问题

• RQ1 在汽车和智慧城市等垂直应用场景中，5G-NR网络部署的关键成本驱动因素是什么？
• RQ2 不同部署选项如何影响广域连接和应急支持网络的总体拥有成本？
• RQ3 部署成本对覆盖范围、用户密度和频谱分配等参数的敏感性如何？
• RQ4 集中化策略如何影响多样化垂直部署中的成本效率？
• RQ5 在欠发达地区和高密度区域，5G-NR网络在覆盖范围、容量与成本之间存在哪些经济权衡？

主要发现

• 广域连接部署对覆盖范围和频谱分配具有显著成本敏感性，最优成本在中等覆盖范围内实现。
• 应急支持网络的成本变化较大，受部署速度和基础设施可用性影响显著，集中式架构在某些场景下可将成本降低高达30%。
• 通用集中化策略可显著降低回传和站点获取成本，尤其在低用户密度和偏远地区。
• 在城市部署中，频谱许可成本成为主要影响因素，特别是在高频段5G-NR场景下。
• 智慧城市5G-NR部署成本高度依赖小基站密度和光纤回传的可用性。
• 初步结果显示，结合宏站与小基站的混合部署模式在城市和郊区环境中可实现最佳成本-性能平衡。