萬物互聯成5G連接主場景國內運營商借TDD+探路下一代通信

中國移動陜西公司 | 薛富國

萬物互聯成5G連接主場景國內運營商借TDD+探路下一代通信

中國移動陜西公司 | 薛富國

海量智能終端接入和多樣高速、高質、高帶寬數據業務，正在形成體量大、變化快、速度快和高質量需求的業務流，將沖擊現有網絡架構、管理、控制和運維機制；同時，大數據應用和云計算技術將加速異構網絡融合、虛擬化和智能化進程。

歐盟統計顯示，全球目前有超過12億移動寬帶用戶，到2020年全球移動互聯網流量將增加30多倍。5G網絡的無線容量將比目前高1000倍，擁有為70億人服務的能力。

萬物互聯，已經成為5G的標簽。

無論是日韓運營商在LTE-A、準5G技術的率先布局，還是國內以中國移動、中國信息通信研究院、產業鏈巨頭公司推進的5G技術，都促使2015年成為定調5G未來發展的關鍵一年。

今年5月，國際電信聯盟正式宣布了5G發展的時間表，計劃2018年完成5G技術規范，2020年正式商用。同時，中國信息通信研究院也發布了“5G技術架構白皮書”，預示我國在5G領域的研究即將進入標準制定階段。毫無疑問，5G時代要實現全球的互聯互通和全面融合，世界各國已經達成共識共同制定全球統一的技術標準。我國在2013年就由三部委成立了5G推進組，積極參與到5G國際標準的制定工作中。

三角度推進萬物互聯目標

在5G的推進上，中國移動作為最積極的運營商，早在2011年就啟動了5G關鍵技術的研究，今年7月正式發布了2020年技術愿景以及下一代革新網絡的概念：即在2020年及其以后運營商將秉承連接無限可能的目標，以智慧網絡實現萬物互聯，提供專業化的服務，面向“互聯網+”實現傳統行業和信息化的連接。為了實現這一目標，中國移動從4G提速升級、網絡轉型、5G三個方面提出了7項具體技術愿景。

其中在4G提速升級，中國移動已經提出了“TDD+”，在4G到5G演進中將發揮重要作用，可以將4G速率提升5倍以上，預計在2016年投入使用。甚至中國移動計劃在不遠的將來，用戶的峰值速率可達5Gbit/s。

在中國移動研究院5G專家看來，為了實現5G網絡多場景下個別極端挑戰關鍵性能指標，采用新空口技術必需是高效靈活可重組的軟件定義空口（SDAI）。從全球研究現狀看，大規模多天線技術、新型編碼調制技術、新型（非正交）多址技術、新型多載波技術、靈活雙工和全雙工技術、超密集組網技術、高頻段通信、M2M技術、D2D技術等，都是新空口方案中的候選關鍵技術元素。MIMO是在時域、頻域、碼域之外，充分利用空域自由度，提升傳輸速率和質量的傳輸技術，而空域資源的挖掘正是5G網絡研發關鍵之一。MIMO相對單天線傳輸來說，技術和硬件復雜度高，如何降低成本及復雜度乃工作重點。而目前最為明確的技術之一就是massive-MIMO（大規模天線）技術，它是頻譜效率提升最具代表性的技術，同時在改善邊緣覆蓋、增加網絡容量和網絡節能方面也有優勢。

萬物互聯的差異化需求

萬物互聯時代無線連接的多樣化，帶來了對業務需求和服務等級的多樣化。

隨著移動互聯網和智能終端的興起，網絡、用戶、終端和業務產生的數據呈現爆炸式增長。與此同時，電信消費需求呈現出多樣化和個性化的特征，客戶體驗好壞、業務提供靈活度和豐富度逐步替代網絡指標，成為運營實力的首要衡量指標。

在大數據時代，傳統物理資源已無法支撐配備多種智能終端的消費者對新的無線通信服務無盡的追逐。大數據和云計算可“制造”出無限制的ICT資源，同時，大數據必然產生大信息，大數據無疑加速了通信產業的發展，成為網絡運營商新的業績增長點。在大數據下，傳統通信網絡如何應對龐大的數據量和種類繁多的數據形態，包含視頻、圖片、語音、位置信息、文字等。當今大數據時代通信終端數量巨大，且多種“孤島式”高密度異構網絡交叉覆蓋同一地理區域，那么，如此高密度的網絡部署就面臨嚴峻的問題：運營商如何徹底解決當前“孤島式”的網絡發展模式，實現面向多種業務端到端資源需求的多域環境網絡資源有效匯聚和統一管控，應對大數據下海量信息傳輸的完美端到端資源保障？

答案是系統能力的全面提升和異構網絡的高效協同。

網絡升級與異構協同的關鍵

在網絡如何應對萬物互聯的嚴峻需求問題上，中國信息通信研究院專家表示，運營商和產業鏈需從網絡建設和運維方面提升5G系統能力。這包括：在網絡建設上，5G需要更高網絡容量和更好覆蓋，同時降低網絡部署、尤其是超密集網絡部署的復雜度和成本；5G需要具備靈活可擴展的網絡架構以適應用戶和業務的多樣化需求；5G需要靈活高效地利用各類頻譜，包括對稱和非對稱頻段、重用頻譜和新頻譜、低頻段和高頻段、授權和非授權頻段等；另外，5G需要具備更強的設備連接能力以應對海量物聯網設備的接入。

在未來異構蜂窩網中，包括了宏蜂窩、微蜂窩、微微蜂窩，也包括家庭基站、中繼站、拉遠單元、AIR(Antenna Integrated Radio)和基帶池等多種站型。同時，異構蜂窩網將會是傳統意義上的移動寬帶技術和Wi-Fi技術，以及FDD/TDD雙工模式融合的網絡。

可以看到，各國組織與各大設備商的5G研發重點，是以提升頻譜利用效率、開發更多有效空口通道，實現超密集組網等為核心。其中，超密集的微小集中覆蓋是大勢所趨，按照設備商技術人士解釋，未來超密站可能每個站只覆蓋幾米距離，無線backhaul實現自組織組網，超智能的SON功能實現微微站即插即用和網絡自規劃，宏微、微微站通過自協同來提升網絡性能。

隨著微微站的密度越來越高，單獨為微微站分配獨立高頻點、宏站采取單獨的控制信道瘦載波方式及超級虛擬virtual cell等會是未來重要的發展方向。

同時，在運營維護方面，5G需要改善網絡能效和比特運維成本，以應對未來數據迅猛增長和各類業務應用的多樣化需求；5G需要降低多制式共存、網絡升級以及新功能引入等帶來的復雜度，以提升用戶體驗；5G需要支持網絡對用戶行為和業務內容的智能感知并做出智能優化；同時，5G需要能提供多樣化的網絡安全解決方案，以滿足各類移動互聯網和物聯網設備及業務的需求。