2024年3月16日发(作者：qq浏览器官方下载安装)

基于 5G移动通信网的家庭宽带接入方

案

摘要：目前，5G已实现5.06Gbps峰值速率和1000Mbps用户体验速率，基本

可以媲美普通100Mbps家庭宽带体验。因此，在北方电信有线接入资源较为匮乏

的区域，有必要研究5G用于家庭宽带接入的可行性。在此基础上，提出基于5G

移动通信网的家庭宽带接入方案，可以提升用户体验。

关键词：5G移动通信；家庭宽带；接入方案

一、可行性分析

将5G网络用于家庭宽带接入需要解决两个关键问题，一是网络带宽要能够

满足家庭宽带的需求，不少于100Mbps；另一个是网络时延能够满足IPTV业务的

需求。

（一）5G总体能力

家庭宽带除了承载基础业务和I P T V业务之外，还有少量用户有VR/AR，

虚拟现实/增强现实）的需求。基础上网业务对时延的要求不是很高，但对带宽

有一定的要求；IPTV业务、高清视频业务对时延指标要求较高。参考各厂商公布

的5G网络实测数据，初步分析5G网络可支持基础上网业务和IPTV业务。现有

业务中较难满足的仅有IPTV的时延要求，所以有必要针对IPTV业务的承载能力

进行详细分析。

（二）IPTV业务的承载能力

从带宽、时延和容量三个方面对5G网络能否承载IPTV业务进行详细的理论

分析，具体结论如下：

带宽：IPTV中的4K业务单用户需要40Mbps的稳定带宽，对应上行速率要求

为1 Mbps。如5G和4G按1:1站址规划，5G只能在室内浅层区域（18dB穿透损

耗，薄墙/窗边）提供上行1Mbps边缘速率，室内深度覆盖无法满足。如考虑

25dB外墙的穿透损耗，理论上需要的5G站址数量约为4G的3.57倍，才能实现

1Mbps上行速率，投资巨大，且室内深度覆盖仍然无法满足。

时延：5G网络难以普遍保证IPTV所需的10ms时延要求。

容量：IPTV业务峰值并发率高达60%（多个用户同时在看电视节目）。此时

一个正常的5G小区（覆盖2万平方米～2.5万平方米）平均只能支持12路40M

并发，流量密度无法满足要求。虽然理论上可通过不断增加站址密度达到

10Tbps/km2，满足高人口密度区域容量需求，但需增加大量投资，且在住宅小区

大量安装5G基站几乎不可能。

（三）家庭宽带承载能力评估

综合上述分析可知，5G网络用于承载家庭宽带基础上网业务是可行的，特别

是移动互联网高度发达的后4G和5G时代，移动宽带的能力已经能够承担大多数

场景下的基础上网业务；用5G网络全面替代有线接入承载IPTV业务，从技术来

看主要是时延指标难以保证质量，从操作上难以实施。即在5G网络有效覆盖的

情况下可以替代有线接入承载家庭宽带基础上网业务，但是承载IPTV业务只能

在特定场景下才会考虑。

二、接入测试

（一）测试环境

测试网络是SA(独立组网），测试终端为华为CPE pro(客户终端设备），测

试工具包括华为IPTV机顶盒、车站12V电视机、PDA(掌上电脑）宽带装机测试

终端、笔记本电脑、路测和后台分析软件及12V移动电源等。

测试系统基本配置如表1所示。

表1 测试系统配置表

参数

描述

频率（MHz）

3400~3500

双工方式

TDD

信道带宽（MHz）

100

子载波宽度（KHz）

15

基站天线端口数

64

基站发射功率

200W

终端天线端口

4

将不同的网络环境分别定义为3类测试点位，即近点、中点和远点，具体情

况如表2所示。

表2 测试点定义表

测试点

DMRS SINR

测试点

路径损耗

（PL=DMRD

发射功率-DMRD

RSRP）

下行近点

SINR=15~20d

B

（典型值

20dB）

上行近点

PL=95~105dB

（典型值

95dB）

下行中点

SINR=1~10dB

（典型值

10dB）

上行中点

PL=110~120d

B

（典型值

110dB）

下行远点

SINR=5~0dB

（典型值

0dB）

上行远点

PL≥125dB

DMRS(解调参考信号；SINR(信号与干扰加噪声比；RSRP(参考信号接收功

率）；PL(路径损耗）

测试项目及结论

5 G承载基础上网业务的测试：分别在近点、中点和远点，通过网页登陆上

传和下载文件，上传和下载功能均可正常实现。视频通话也可正常实现，并且无

卡顿情况出现。

在近点和中点位置，下行速率稳定在500Mbps以上，上行速率稳定在90Mbps

以上；在远点位置，下行速率降至121.51Mbps，上行速率降至12.17Mbps。

5 G承载IPTV业务的基本功能测试：在近、中、远点，分别观看直播（高清

/标清）、点播（高清/4 K）和回放节目，均未出现花屏和卡顿的情况，且机顶

盒MOS值波动不明显，IPTV业务质量基本未受影响。

MOS值（平均意见值）是描述IPTV业务质量的指标，计算MOS值的基础数据

包括丢包率、媒体丢包速率（MLR,Media Loss Rate）、延时、延迟因素

（DF,Delay Factor）、TCP(传输控制协议）乱序、TCP重传、下载速率等，MOS

阈值为4.0，满分5.0。本次测试结果均在4.6～4.7之间（见图2）。

5 G承载IPTV业务的门限测试：将5 G网络进行限速，分别观看不同清晰度

（标清、高清和4K）、不同节目源（央视、卫视）的直播、点播节目，记录出现

花屏、卡顿时的5G网络下行速率。

5 G网络承载IPTV业务时，4K点播业务的速率门限为30Mbps，高清直播业

务的速率门限为10 Mbps，标清直播业务的速率门限为5Mbps。

5G和有线接入承载IPTV业务的对比测试：将5G网络限速100Mbps与同速率

家庭宽带同时承载IPTV业务，分别记录机顶盒上报的MOS值。

在同一时间段内，播放同一节目源，将5G网络限速至100Mbps承载IPTV业

务，机顶盒上报MOS值为4.6；使用同速率家庭宽带承载IPTV业务，机顶盒上报

MOS值为4.5；在速率相同的情况下，5G网络和家庭宽带承载IPTV业务质量基本

相同。

5G承载IPTV业务的居民区实景测试：在某小区内进行居民区场景测试，分

别在16号楼（近点）、6号楼（中点）和1号楼（远点）的楼道内进行测试（见

图1）。

图1 居民区实景测试位置图

测试结果如表3所示：

表3 居民区场景测试结果

二、测试结论

承载能力

从测试结果可以看出，在5G网络空载的情况下，用5G承载家庭宽带接入业

务的方案是基本可行的，单用户体验速率和MOS值能够满足家宽用户的基础上网

业务、IPTV业务。

在市区/农村场景，暂定利用小区25%/50%的能力用于承载家庭宽带业务，分

别可以承载家庭宽带用户约108/216户。

综上，为了保证用5G承载的家庭宽带用户的体验，不建议高密度发展用户。

随着5G用户的增加，网络承载能力将无法满足较高密度的用户发展需求，需采

用其他办法解决，例如千兆固定无线接入。

参考文献

[1]张远凯,孔力.基于5G移动通信网的家庭宽带接入方案[J].上海信息

化,2020(12):52-56.