5G網(wǎng)絡演進及關鍵技術概述

李 慧

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 510623）

5G作為第五代移動通信網(wǎng)絡技術，將成為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展和行業(yè)轉型升級的新引擎。5G網(wǎng)絡高清直播、VR視頻看兩會、4K高清信號實時回傳……在今年的全國兩會上，5G無疑是一個大熱點。隨著2019年5G預商用的時間議程日益臨近，各大運營商紛紛布局5G網(wǎng)絡，搶灘應用市場。4G改變生活，5G改變社會，5G將會對人類產(chǎn)生重要影響并改變整個世界。

1 5G標準演進及頻譜分配

5G標準分為兩個階段，R15主要聚焦eMBB（含WTTx），R16滿足所有場景（eMBB/uRLLC/eMTC/NB-IoT）2018年6月14日，R15標準已經(jīng)凍結，奠定了商用基礎，5G全球統(tǒng)一標準成為事實，Polar碼、 F-OFDM波形、上下行解耦、短時延接入、以用戶為中心的網(wǎng)絡架構等基礎創(chuàng)新技術已被3GPP采納。

頻譜方面，GSMA報告，全球共25張B41（2500MHz-2690MHz）商用網(wǎng)絡和24張B38（2570MHz-2620MHz）網(wǎng)絡。中美日印 四大國按照 B41 全TDD模式分配，中國移動明確采用2.6GHz部署5G。18年12月6日，中國發(fā)布5G中低頻段試驗頻率使用許可。

2 5G關鍵技術

2.1 多天線Massive-MIMO技術

5G天線配置Massive-MIMO指的是大規(guī)模天線陣列的多天線形態(tài)，Massive-MIMO可以實現(xiàn)三維波束賦型和多用戶用戶資源服用，提升覆蓋能力和系統(tǒng)容量的大規(guī)模天線陣列方案。5G天線配置中64T64R為主力配置，多天線Massive-MIMO技術有三大優(yōu)點，一是天線越多，同向疊加，接收信號強度越高，陣列增益越大；二是天線越多，波束越窄，干擾更小，且通過協(xié)同，干擾可控，實現(xiàn)更高的干擾抑制增益；三是線越多，波束越窄，相關性低的流數(shù)越多，空分復用增益越大。64TRX天線配置下的單用戶平均吞吐率比8TRX天線配置下的單用戶平均吞吐率提升45%左右。

2.2 NSA/SA融合架構

5G網(wǎng)絡主流組網(wǎng)模式分為 NSA（Non-Standalone非獨立組網(wǎng)）和SA（Standalone獨立組網(wǎng)）兩種。5G New Core部署前，通過Option 3x提前部署NR，引入5G New Core后 5G建設初期，從覆蓋和業(yè)務連續(xù)性考慮，CPE等移動性要求低的終端更適合SA，移動性較強的Smartphone可以繼續(xù)使用NSA，SA/NSA可以共存。引入5G New Core也可以直接部署SA。

5G網(wǎng)絡有三大應用場景，分別有 eMBB（Enhanced Mobile Broadband），指能夠實現(xiàn)Gbps移動寬帶數(shù)據(jù)接入如3D/超高清視頻、云工作、云娛樂等等大流量移動寬帶業(yè)務；uRLLC（Ultrareliable and low latency communication）場景，指如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務；mMTC（Massive machine type communication）場景，指智慧家庭、智慧城市等大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務；

NSA組網(wǎng)可滿足eMBB/uRLLC業(yè)務發(fā)展，目前eMBB可率先進行商業(yè)部署，而uRLLC應用目前仍在探索中，預計在2022年后才會逐步成熟。SA組網(wǎng)可滿足這三種業(yè)務場景，待獨立建網(wǎng)后應用。

2.3 語音方案VOLTE/VoNR

在建網(wǎng)初期，VOLTE主力承載5G的語音，在NSA組網(wǎng)架構中，直接利用VOLTE來承載語音，對于不支持VOLTE的則重定向到LTE，然后CSFB回到2G；在SA組網(wǎng)架構中，EPS FB切換回落到4G，進行VOLTE語音，不支持VoLTE：重定向回LTE，然后再CSFB回到2/3G，未來SA組網(wǎng)將支持VoNR 5G語音。

2.4 組網(wǎng)結構CU/DU獨立部署

目前，5G RAN架構考慮采用中央單元（CU）和分布單元（DU）獨立部署的方式，以更好地滿足各場景和應用的需求。分離部署主要帶來三方面的價值，其一是云化靈活彈性架構可以按需部署實現(xiàn)業(yè)務差異化以及COTS通用化可彈性擴展；其二是多制式多層的網(wǎng)絡融合可以減少數(shù)據(jù)迂回并能使站點間協(xié)同；其三是開放網(wǎng)絡能力有第三方新業(yè)務快速引入，帶來能力開發(fā)和運維敏捷。

CU/DU獨立部署也存在著CU集中后對可靠性要求更高、CU集中后新業(yè)務部署、CU云化協(xié)同效益、機房及DC 部署Ready等多方面的挑戰(zhàn)。

3 結束語

全球來看，5G商用提速，產(chǎn)業(yè)鏈基本成熟。國內(nèi) 5G “全面落地”已進入倒計時，按照三大通訊運營商給出的時間表，2019年將進入5G預商用階段，2020年將正式商用。屆時5G網(wǎng)絡將提供20倍于LTE的小區(qū)容量、10倍的用戶體驗、10分之1的空口時延的網(wǎng)絡能力來滿足eMBB/mMTC/uRLLC三大重要應用場景的需求，改變生活，改變社會。