萬物互聯(lián)成5G連接主場(chǎng)景國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商借TDD+探路下一代通信

中國(guó)移動(dòng)陜西公司 | 薛富國(guó)

萬物互聯(lián)成5G連接主場(chǎng)景國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商借TDD+探路下一代通信

中國(guó)移動(dòng)陜西公司 | 薛富國(guó)

海量智能終端接入和多樣高速、高質(zhì)、高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，正在形成體量大、變化快、速度快和高質(zhì)量需求的業(yè)務(wù)流，將沖擊現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、管理、控制和運(yùn)維機(jī)制；同時(shí)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用和云計(jì)算技術(shù)將加速異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合、虛擬化和智能化進(jìn)程。

歐盟統(tǒng)計(jì)顯示，全球目前有超過12億移動(dòng)寬帶用戶，到2020年全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量將增加30多倍。5G網(wǎng)絡(luò)的無線容量將比目前高1000倍，擁有為70億人服務(wù)的能力。

萬物互聯(lián)，已經(jīng)成為5G的標(biāo)簽。

無論是日韓運(yùn)營(yíng)商在LTE-A、準(zhǔn)5G技術(shù)的率先布局，還是國(guó)內(nèi)以中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)信息通信研究院、產(chǎn)業(yè)鏈巨頭公司推進(jìn)的5G技術(shù)，都促使2015年成為定調(diào)5G未來發(fā)展的關(guān)鍵一年。

今年5月，國(guó)際電信聯(lián)盟正式宣布了5G發(fā)展的時(shí)間表，計(jì)劃2018年完成5G技術(shù)規(guī)范，2020年正式商用。同時(shí)，中國(guó)信息通信研究院也發(fā)布了“5G技術(shù)架構(gòu)白皮書”，預(yù)示我國(guó)在5G領(lǐng)域的研究即將進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)制定階段。毫無疑問，5G時(shí)代要實(shí)現(xiàn)全球的互聯(lián)互通和全面融合，世界各國(guó)已經(jīng)達(dá)成共識(shí)共同制定全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)在2013年就由三部委成立了5G推進(jìn)組，積極參與到5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中。

三角度推進(jìn)萬物互聯(lián)目標(biāo)

在5G的推進(jìn)上，中國(guó)移動(dòng)作為最積極的運(yùn)營(yíng)商，早在2011年就啟動(dòng)了5G關(guān)鍵技術(shù)的研究，今年7月正式發(fā)布了2020年技術(shù)愿景以及下一代革新網(wǎng)絡(luò)的概念：即在2020年及其以后運(yùn)營(yíng)商將秉承連接無限可能的目標(biāo)，以智慧網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)，提供專業(yè)化的服務(wù)，面向“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)和信息化的連接。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，中國(guó)移動(dòng)從4G提速升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型、5G三個(gè)方面提出了7項(xiàng)具體技術(shù)愿景。

其中在4G提速升級(jí)，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)提出了“TDD+”，在4G到5G演進(jìn)中將發(fā)揮重要作用，可以將4G速率提升5倍以上，預(yù)計(jì)在2016年投入使用。甚至中國(guó)移動(dòng)計(jì)劃在不遠(yuǎn)的將來，用戶的峰值速率可達(dá)5Gbit/s。

在中國(guó)移動(dòng)研究院5G專家看來，為了實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)多場(chǎng)景下個(gè)別極端挑戰(zhàn)關(guān)鍵性能指標(biāo)，采用新空口技術(shù)必需是高效靈活可重組的軟件定義空口（SDAI）。從全球研究現(xiàn)狀看，大規(guī)模多天線技術(shù)、新型編碼調(diào)制技術(shù)、新型（非正交）多址技術(shù)、新型多載波技術(shù)、靈活雙工和全雙工技術(shù)、超密集組網(wǎng)技術(shù)、高頻段通信、M2M技術(shù)、D2D技術(shù)等，都是新空口方案中的候選關(guān)鍵技術(shù)元素。MIMO是在時(shí)域、頻域、碼域之外，充分利用空域自由度，提升傳輸速率和質(zhì)量的傳輸技術(shù)，而空域資源的挖掘正是5G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)關(guān)鍵之一。MIMO相對(duì)單天線傳輸來說，技術(shù)和硬件復(fù)雜度高，如何降低成本及復(fù)雜度乃工作重點(diǎn)。而目前最為明確的技術(shù)之一就是massive-MIMO（大規(guī)模天線）技術(shù)，它是頻譜效率提升最具代表性的技術(shù)，同時(shí)在改善邊緣覆蓋、增加網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方面也有優(yōu)勢(shì)。

萬物互聯(lián)的差異化需求

萬物互聯(lián)時(shí)代無線連接的多樣化，帶來了對(duì)業(yè)務(wù)需求和服務(wù)等級(jí)的多樣化。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的興起，網(wǎng)絡(luò)、用戶、終端和業(yè)務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。與此同時(shí)，電信消費(fèi)需求呈現(xiàn)出多樣化和個(gè)性化的特征，客戶體驗(yàn)好壞、業(yè)務(wù)提供靈活度和豐富度逐步替代網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)，成為運(yùn)營(yíng)實(shí)力的首要衡量指標(biāo)。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，傳統(tǒng)物理資源已無法支撐配備多種智能終端的消費(fèi)者對(duì)新的無線通信服務(wù)無盡的追逐。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算可“制造”出無限制的ICT資源，同時(shí)，大數(shù)據(jù)必然產(chǎn)生大信息，大數(shù)據(jù)無疑加速了通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)。在大數(shù)據(jù)下，傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)如何應(yīng)對(duì)龐大的數(shù)據(jù)量和種類繁多的數(shù)據(jù)形態(tài)，包含視頻、圖片、語音、位置信息、文字等。當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代通信終端數(shù)量巨大，且多種“孤島式”高密度異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)交叉覆蓋同一地理區(qū)域，那么，如此高密度的網(wǎng)絡(luò)部署就面臨嚴(yán)峻的問題：運(yùn)營(yíng)商如何徹底解決當(dāng)前“孤島式”的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)面向多種業(yè)務(wù)端到端資源需求的多域環(huán)境網(wǎng)絡(luò)資源有效匯聚和統(tǒng)一管控，應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)下海量信息傳輸?shù)耐昝蓝说蕉速Y源保障？

答案是系統(tǒng)能力的全面提升和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的高效協(xié)同。

網(wǎng)絡(luò)升級(jí)與異構(gòu)協(xié)同的關(guān)鍵

在網(wǎng)絡(luò)如何應(yīng)對(duì)萬物互聯(lián)的嚴(yán)峻需求問題上，中國(guó)信息通信研究院專家表示，運(yùn)營(yíng)商和產(chǎn)業(yè)鏈需從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維方面提升5G系統(tǒng)能力。這包括：在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，5G需要更高網(wǎng)絡(luò)容量和更好覆蓋，同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)部署、尤其是超密集網(wǎng)絡(luò)部署的復(fù)雜度和成本；5G需要具備靈活可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以適應(yīng)用戶和業(yè)務(wù)的多樣化需求；5G需要靈活高效地利用各類頻譜，包括對(duì)稱和非對(duì)稱頻段、重用頻譜和新頻譜、低頻段和高頻段、授權(quán)和非授權(quán)頻段等；另外，5G需要具備更強(qiáng)的設(shè)備連接能力以應(yīng)對(duì)海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的接入。

在未來異構(gòu)蜂窩網(wǎng)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(yuǎn)單元、AIR(Antenna Integrated Radio)和基帶池等多種站型。同時(shí)，異構(gòu)蜂窩網(wǎng)將會(huì)是傳統(tǒng)意義上的移動(dòng)寬帶技術(shù)和Wi-Fi技術(shù)，以及FDD/TDD雙工模式融合的網(wǎng)絡(luò)。

可以看到，各國(guó)組織與各大設(shè)備商的5G研發(fā)重點(diǎn)，是以提升頻譜利用效率、開發(fā)更多有效空口通道，實(shí)現(xiàn)超密集組網(wǎng)等為核心。其中，超密集的微小集中覆蓋是大勢(shì)所趨，按照設(shè)備商技術(shù)人士解釋，未來超密站可能每個(gè)站只覆蓋幾米距離，無線backhaul實(shí)現(xiàn)自組織組網(wǎng)，超智能的SON功能實(shí)現(xiàn)微微站即插即用和網(wǎng)絡(luò)自規(guī)劃，宏微、微微站通過自協(xié)同來提升網(wǎng)絡(luò)性能。

隨著微微站的密度越來越高，單獨(dú)為微微站分配獨(dú)立高頻點(diǎn)、宏站采取單獨(dú)的控制信道瘦載波方式及超級(jí)虛擬virtual cell等會(huì)是未來重要的發(fā)展方向。

同時(shí)，在運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面，5G需要改善網(wǎng)絡(luò)能效和比特運(yùn)維成本，以應(yīng)對(duì)未來數(shù)據(jù)迅猛增長(zhǎng)和各類業(yè)務(wù)應(yīng)用的多樣化需求；5G需要降低多制式共存、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)以及新功能引入等帶來的復(fù)雜度，以提升用戶體驗(yàn)；5G需要支持網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶行為和業(yè)務(wù)內(nèi)容的智能感知并做出智能優(yōu)化；同時(shí)，5G需要能提供多樣化的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案，以滿足各類移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及業(yè)務(wù)的需求。