5G：多種無線技術(shù)融合的智能化網(wǎng)絡(luò)

 近30年來移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展迅猛，從第一代模擬通信發(fā)展到以頻分為主的數(shù)字語音通信，再發(fā)展到以碼分多址為主的多業(yè)務(wù)3G，現(xiàn)在以O(shè)FDM核心技術(shù)為主的寬帶4G已經(jīng)到來。人們在享受移動(dòng)通信帶來的多彩生活的同時(shí)，開始展望2020年后的移動(dòng)通信會(huì)發(fā)展成什么樣，將為我們的生活帶來哪些變化。

行業(yè)對5G的期待

回首移動(dòng)通信1~4代的技術(shù)跨越和業(yè)務(wù)變遷，并結(jié)合現(xiàn)在用戶對移動(dòng)通信的期許和產(chǎn)業(yè)認(rèn)識，我們對5G需要解決的問題和市場需求進(jìn)行了初步的梳理，下面從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、用戶體驗(yàn)、業(yè)務(wù)發(fā)展三個(gè)方面來簡要談一下行業(yè)對未來5G的期待。

——未來移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)需求。

綜合業(yè)界對未來移動(dòng)通信的需求討論，從網(wǎng)絡(luò)需求的角度來看，如下一些需求比較明確。

大容量：容量提升是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)永遠(yuǎn)的追求。隨著用戶數(shù)、終端類型、大帶寬業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，業(yè)界預(yù)測未來10年移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)容量將增加1000倍。要實(shí)現(xiàn)這么大的網(wǎng)絡(luò)容量是個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)，需要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、基站形態(tài)、空口創(chuàng)新、頻譜擴(kuò)展、終端創(chuàng)新等各個(gè)方面進(jìn)行全方位的考慮。

多網(wǎng)融合：未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將在支撐現(xiàn)有移動(dòng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，支持更多的細(xì)分業(yè)務(wù)，如可靠通信、MTC、V2V等，從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程來看，未來的5G網(wǎng)絡(luò)很難做到一種技術(shù)、一種架構(gòu)實(shí)現(xiàn)全覆蓋，多種技術(shù)融合、多種架構(gòu)融合是必然的趨勢，未來5G網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)有2G/3G/4G/WiFi等融合的基礎(chǔ)上，會(huì)進(jìn)一步包容更多的技術(shù)和架構(gòu)。

IT化、智能化、云化：移動(dòng)業(yè)務(wù)、用戶的多樣性催生了網(wǎng)絡(luò)的多樣性，隨著未來無線技術(shù)的發(fā)展，如何在多樣性的基礎(chǔ)上盡可能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化成為重要的課題。從目前技術(shù)發(fā)展來看，未來移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)將在架構(gòu)上逐步引入IT化、云化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過軟件可定義的方式來實(shí)現(xiàn)同一網(wǎng)元自由適配各種無線網(wǎng)絡(luò)。

易部署和運(yùn)營：工程便捷性是技術(shù)成功商用的基礎(chǔ)，未來的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將最大限度地適應(yīng)各種場景、各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)的多元化、網(wǎng)元的多元化是必然趨勢，怎樣保證各種解決方案的部署、維護(hù)的便捷性是不可或缺的關(guān)鍵要素。

能源與成本效率：綠色節(jié)能是全球各國各行業(yè)的戰(zhàn)略要求，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的能源消耗驚人，業(yè)界現(xiàn)在普遍的觀點(diǎn)是未來5G的每bit能源消耗至少要比現(xiàn)在降低10倍，終端的電池待機(jī)時(shí)間比現(xiàn)在增加10倍。

——未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的用戶體驗(yàn)需求。

用戶需求是技術(shù)發(fā)展最直接的驅(qū)動(dòng)力。隨著移動(dòng)寬帶的業(yè)務(wù)發(fā)展，用戶對業(yè)務(wù)的要求也越來越高。

更高的數(shù)據(jù)速率：單用戶業(yè)務(wù)速率提升是最為明顯的業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)要素，隨著高清視頻、虛擬辦公、3D虛擬現(xiàn)實(shí)、可佩戴移動(dòng)多媒體設(shè)備的出現(xiàn)，單用戶移動(dòng)業(yè)務(wù)速率將達(dá)到1Gbps，甚至有些特色場景需要能夠具備支持10Gbps的能力。

更低的時(shí)延：現(xiàn)在普通的業(yè)務(wù)時(shí)延大約在10ms~50ms不等，未來隨著可靠通信、V2V等新興業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，普遍要求業(yè)務(wù)時(shí)延要小于5ms，對于車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)等高要求的場景，甚至要求時(shí)延要低于1ms。

無所不在的覆蓋：網(wǎng)絡(luò)覆蓋是移動(dòng)通信的關(guān)鍵需求，未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋應(yīng)該是遍布用戶需要的任何地方，現(xiàn)階段一些場景移動(dòng)覆蓋薄弱的問題在5G時(shí)代需要全面解決，例如：室內(nèi)覆蓋、邊遠(yuǎn)地區(qū)覆蓋和遠(yuǎn)洋覆蓋等等。

更好的移動(dòng)性：便捷移動(dòng)是移動(dòng)通信最大的特點(diǎn)，現(xiàn)在4G通信基本上可以滿足300km/h左右的移動(dòng)覆蓋要求，未來5G技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)高達(dá)450km/h的高速移動(dòng)環(huán)境下的高速移動(dòng)通信。另外類似的移動(dòng)自組織基站和快速車聯(lián)網(wǎng)等特殊移動(dòng)性需求也逐漸出現(xiàn)。

——未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的新興業(yè)務(wù)需求。

業(yè)務(wù)需求是技術(shù)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。隨著移動(dòng)通信的高速發(fā)展，很多新興的業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，也直接驅(qū)動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步，從未來5G業(yè)務(wù)需求來看，常規(guī)移動(dòng)業(yè)務(wù)之外的大量新興業(yè)務(wù)急需5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。

海量鏈接類業(yè)務(wù)：現(xiàn)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的終端容量在50億左右，業(yè)界普遍的認(rèn)識是未來5G時(shí)代終端量將至少是現(xiàn)在的10倍，達(dá)到500億以上。從終端的類型來看，除了現(xiàn)在的常規(guī)終端和蓬勃發(fā)展的智能終端外，可穿戴智能終端、海量物聯(lián)網(wǎng)終端、車聯(lián)網(wǎng)終端以及支持D2D通信的終端將會(huì)成為500億連接的重要組成部分。未來網(wǎng)絡(luò)需要以最優(yōu)的方案來支撐海量的終端鏈接。

業(yè)務(wù)多元化：未來5G網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)多業(yè)務(wù)融合的大平臺，多元的業(yè)務(wù)帶來業(yè)務(wù)模型的復(fù)雜化，有些業(yè)務(wù)要求超高帶寬，有些業(yè)務(wù)關(guān)注實(shí)時(shí)性，有些僅僅是海量小數(shù)據(jù)應(yīng)用，還有些是緊急災(zāi)難應(yīng)急應(yīng)用。這些性能要求不一的業(yè)務(wù)需要未來5G網(wǎng)絡(luò)來承載，怎樣來滿足這些多元化的需求是業(yè)界面臨的重要課題。

總體來看，未來5G網(wǎng)絡(luò)需要支持更快的速度、更低的時(shí)延、更多的業(yè)務(wù)、海量的終端，能夠覆蓋到有需求的任何地方，是一個(gè)融合現(xiàn)在所有無線技術(shù)、容量、性能按需分配，高度智能化的綜合接入網(wǎng)絡(luò)。

中興通訊5G研究進(jìn)展

眼下，5G研究還處于起步階段，大家對5G的認(rèn)識也還比較籠統(tǒng)，關(guān)注的焦點(diǎn)以未來5G用戶需求、場景分析和可能的技術(shù)發(fā)展方向?yàn)橹鳌？傮w來看，未來5G關(guān)注點(diǎn)集中在大容量、低時(shí)延以及多業(yè)務(wù)支持上，其中尤以1000倍容量提升最受業(yè)界關(guān)注，在時(shí)延和多業(yè)務(wù)支持方面，現(xiàn)有的技術(shù)能夠給予一定的支撐，如何更好地完善空口技術(shù)，使得未來5G網(wǎng)絡(luò)能夠比現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)更好地實(shí)現(xiàn)融合也是一個(gè)方向。

中興通訊認(rèn)為，5G的主要研究方向包括：更多的頻譜，更多有效的空口通道，更高的頻譜效率，超密組網(wǎng)Dense Cell。

對于5G網(wǎng)絡(luò)而言，中興通訊認(rèn)為演進(jìn)可能大于革命，后4G時(shí)代技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該都可以納入5G的研究范疇，未來的5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，更多地關(guān)注技術(shù)融合和用戶體驗(yàn)，并不斷地借鑒和吸納IEEE無線接入技術(shù)、IT技術(shù)等成果，真正實(shí)現(xiàn)智能融合的ICT移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)大平臺的理念。

基于中興通訊對未來5G長期的思考和研究，從實(shí)際應(yīng)用的角度來看，Cloud NF網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)云化、Cloud Radio協(xié)同組網(wǎng)和SDA多業(yè)務(wù)空口自適配會(huì)是未來5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主線。其中網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)云化是以NFV方式云化核心網(wǎng)和控制器等網(wǎng)元，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元硬件系統(tǒng)統(tǒng)一和功能軟件化;而針對未來的5G網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一和融合，中興通訊超前的Cloud Radio解決方案可以很好地支持移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向未來5G演進(jìn)，方案支持各種組網(wǎng)架構(gòu)、支持集中和分布式協(xié)同處理;而針對未來5G可能需要為了支持多種不同特性的業(yè)務(wù)需要進(jìn)行空口改進(jìn)，中興通訊率先提出軟件定義空口的理念SDA并進(jìn)行深入研究，該方案可以很好地實(shí)現(xiàn)多種不同特性業(yè)務(wù)的空口自適配，以方便一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、一套網(wǎng)元來滿足未來多樣化業(yè)務(wù)最優(yōu)適配的要求。

5G的定位是多樣的，首先要滿足2020年以后數(shù)據(jù)流量迅猛增長的需求，其次需要在各種多樣化的場景中做到足夠優(yōu)化，例如：大量小基站、M2M、MTC、backhaul等等。這些場景與目前的宏覆蓋場景有很大的區(qū)別，例如部分場景要求海量的終端接入，部分場景可能要求3D高清智能終端大數(shù)據(jù)量和良好的移動(dòng)性，部分場景要求極低功耗，智能電網(wǎng)又要求較低的傳輸延遲和更高可靠性，因而單一的無線接入技術(shù)難以同時(shí)滿足以上多樣化的需求，5G接入技術(shù)不僅包含已有的3G和4G技術(shù)，還應(yīng)該包含為特定業(yè)務(wù)類型定制的高效空中接口技術(shù)。

基于對通信行業(yè)深刻的理解，ZTE早在2009年就提出了軟空口的理念，即接入側(cè)采用統(tǒng)一的硬件架構(gòu)，對同樣的空口進(jìn)行整體框架規(guī)劃，通過軟件編程，更改參數(shù)，實(shí)現(xiàn)針對不同場景的特定空口。軟空口技術(shù)既可支持成熟的2G、3G或4G接入技術(shù)，也非常適合于向5G的演進(jìn)。

ZTE在5G研究方面已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)展，在超寬帶射頻技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了新突破，已推出多模軟基帶芯片，正在開展SDA相關(guān)技術(shù)研究，Cloud Radio方案成功商用，是滿足未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需求的“準(zhǔn)5G方案”，還成功推出了Cloud NF原型機(jī)。

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移動(dòng)通信技術(shù)是社會(huì)發(fā)展重要的推動(dòng)力，現(xiàn)在業(yè)界正在開展針對未來5G移動(dòng)通信技術(shù)的研究，相關(guān)的需求和技術(shù)方向研究也處于摸索階段。中興通訊認(rèn)為，未來的5G可能不再像以往一樣以一個(gè)全新的跨代性的技術(shù)作為區(qū)分點(diǎn)，5G研究將以關(guān)注用戶需求和方案的場景適配為出發(fā)點(diǎn)，它將是一個(gè)多種無線技術(shù)融合的智能化的網(wǎng)絡(luò)，自動(dòng)根據(jù)用戶和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行場景定義和業(yè)務(wù)適配。

中興通訊憑借多年的技術(shù)積累和長期的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐，針對未來5G發(fā)展提出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)云化、Cloud Radio協(xié)同組網(wǎng)和SDA多業(yè)務(wù)空口自適配的技術(shù)理念，相關(guān)理念和方案的研究工作已經(jīng)逐步展開。未來5G無論采取何種新的技術(shù)，中興通訊提出的SDA、Cloud Radio、Cloud NF框架解決方案均能很好地給予支持。

未來5G是個(gè)開放的生態(tài)系統(tǒng)，它必將為我們的生活帶來多彩的體驗(yàn)。中興通訊在通信產(chǎn)業(yè)耕耘多年，技術(shù)積累深厚、商用經(jīng)驗(yàn)豐富，正在和產(chǎn)業(yè)界多方緊密合作，共同為未來5G更好地發(fā)展做出貢獻(xiàn)。