以用戶體驗為中心構建創(chuàng)新融合的5G網絡
——中興通訊面向5G移動通信技術白皮書

以用戶體驗為中心構建創(chuàng)新融合的5G網絡
——中興通訊面向5G移動通信技術白皮書

1.【關于5G】

4G及5G時代，使運營商避免成為單純的管道提供商，構建統(tǒng)一開放的能力，合理開放基礎業(yè)務及信息等能力極為關鍵。

5G將是M-ICT最重要的基礎，其發(fā)展方向以“人的體驗”為中心，在終端、無線、網絡、業(yè)務等領域進一步融合及創(chuàng)新。同時，5G將為“人”在感知、獲取、參與和控制信息的能力上帶來革命性的影響。5G的服務對象將由公眾用戶向行業(yè)用戶拓展，5G網絡將吸收蜂窩網和局域網的優(yōu)秀特性，形成一個更智能、更友好，更廣泛用途的網絡。5G將滲透到人類生活的方方面面，并與其他成功商用的技術和諧同存。

2.【5G面臨的挑戰(zhàn)】

5G的研究將從單純提升帶寬轉向大幅提升用戶體驗、從滿足個人信息消費應用轉向滿足萬物互聯(lián)的信息化社會應用。因此，5G在技術發(fā)展上面臨著三大挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)一：無處不在的服務

在M-ICT時代，服務永遠就在用戶身邊，用戶需要更便捷高效地使用移動辦公、信息分享、社交互動、電子商務、互聯(lián)金融等移動互聯(lián)網業(yè)務。5G的研究將從改善用戶體驗著手，圍繞用戶的服務需求來建立用戶感知模型，進而對5G在網絡容量、帶寬保障、峰值速率、網絡時延、高精度室內定位等關鍵技術指標上將有量級的提升。

挑戰(zhàn)二：海量的信息連接

5G網絡不僅僅建立人與人之間的高速連接，同時也建立“人與物”及“物與物”之間的高速連接，這對網絡能力和穩(wěn)定可靠性帶來巨大挑戰(zhàn)。解決這一挑戰(zhàn)，5G必將把辦公、購物、醫(yī)療、教育、娛樂、交通、社交等各垂直行業(yè)的價值環(huán)節(jié)和生產要素更大規(guī)模地納入移動互聯(lián)網產業(yè)。在互聯(lián)網上構建“物理圖譜”，將物理世界搬至互聯(lián)網，將數字世界和物理世界合二為一。

挑戰(zhàn)三：綠色節(jié)能

5G的發(fā)展必須在綠色節(jié)能方面要有巨大的提升?！盁o處不在服務”和“海量信息連接”必將帶來巨大的系統(tǒng)能源消耗；5G終端還將匯集各種感知技術、新媒體技術、新材料和新娛樂設施，也將面臨更巨大的功耗挑戰(zhàn)。這就需要通過網絡架構變革，各類網元功能和組織結構的重組，進而達到網絡和終端的節(jié)能目的。

3.【技術展望】

5G的研究將專注面向用戶體驗的提升、面向信息化社會的業(yè)務應用和構建融合智能化的網絡。

3.1超大數據流量的實現(xiàn)技術

M-ICT時代，移動智能終端及云應用等將催生數據流量持續(xù)爆炸性增長，無線網絡要支持超大數據流量，需要在無線鏈路、頻譜使用和組網三個維度開展研究。

● 無線鏈路效率的提升

無線鏈路可以形成突破的方向包括編碼調制、多址技術和接收機領域。在編碼調制領域重點研究非線性多用戶預編碼、新型聯(lián)合調制編碼、網絡編碼等技術。在多址技術領域重點研究非正交多址技術。在接收機領域重點研究能夠支持MIMO傳輸的新波形和短無線鏈路的全雙工傳輸。以上這些技術的組合，可以顯著提升無線網絡的傳輸性能。

● 頻段的延伸和靈活管理

5G可以通過增加新的工作頻段向用戶提供更高數據帶寬。可使用的新頻段包括3GHz以上，甚至于毫米波頻段。這些頻段具備向室內及熱點用戶提供帶寬達到光纖級的速率能力。在開辟新頻段的基礎上，5G可以引入動態(tài)頻譜智能管理技術使其工作在非授權頻段和非主用頻段。

● 密集組網

局部熱點地區(qū)的超大容量需求將是5G必須面對的重要應用場景。通過密集組網方式，提升單位空間的帶寬能力。各種新型高速無線局域網接入點和蜂窩小基站共同構成立體的超密集的組網方式，形成一張超級帶寬能力網絡。

3.2網絡的云化和智能化

面對數字流量的巨大變化，5G網絡結構將向云化和智能化轉變。

● 接入網的云化

5G將是一個基于云處理的異構網絡。這個網絡在引入新的無線技術的同時還要滿足對現(xiàn)存無線制式的接入控制，這就需要建立一種新的控制機制協(xié)調各種無線制式之間、頻段之間、小區(qū)之間的無線資源，以顯著提升用戶在各種場景下的數據接入能力。將無線資源的管理和調度功能進行云化可以有效實現(xiàn)上述功能，并降低網絡建設和管理成本，方便5G及現(xiàn)有無線網絡的統(tǒng)一運營。

● 網絡架構進一步扁平

5G網絡架構將根據M-ICT時代的業(yè)務特性進行扁平化改造，包括利用軟件定義網絡及網絡功能虛擬化等技術將垂直的網絡架構演進為水平的網絡架構。另外，5G增強無線接入網功能，簡化網關功能，降低網絡復雜性。5G網絡控制面集中化和轉發(fā)面通用化易于支持多種業(yè)務，如增值業(yè)務、大數據分析、管道能力開放等。

● 多網絡技術融合

5G需要考慮將多種接入技術，包括新型高速無線局域網技術和短距離連接技術等，融合到統(tǒng)一的體系架構下，重點研究多制式的融合、智能管理和構建云化的通用平臺。

● 超低時延的實現(xiàn)

降低用戶響應時延是提高用戶體驗的一個重要手段。5G可以在網絡時延、回傳時延、接入時延和終端時延四方面逐步降低用戶響應時延。可以使用的技術和策略包括預調度、本地化網關、本地化緩存、快速解碼、面向業(yè)務的QoS控制等。

3.3 業(yè)務和網絡的深度融合

M-ICT時代，移動多媒體業(yè)務將得到快速發(fā)展。在目前的網絡和服務架構下，一些大流量的業(yè)務如“高清、超高清”的移動視頻必將引爆全網絡的數字洪水。5G中這些與用戶體驗直接關聯(lián)的業(yè)務將不僅僅由云端提供，也可以由網絡直接提供。因此業(yè)務和網絡深度融合技術能極大提高用戶的體驗，降低網絡建設和運營成本。

3.4 網絡能力開放

M-ICT時代，網絡服務模式將構建在一個開放的統(tǒng)一的平臺上。5G網絡在為用戶提供基礎服務的同時，可以通過開放自身的接口，使第三方開發(fā)者通過運用和組裝接口產生新的應用，為用戶提供更多的業(yè)務。

4.【合作】

5G發(fā)展過程中需要關注運營商在網絡建設，網絡運營和網絡維護方面的需求。運營商和設備商的深度合作是實現(xiàn)“服務無處不在”和“完美的用戶體驗”目標的基礎。

5G發(fā)展所面臨的巨大技術挑戰(zhàn)，也為學術界和工業(yè)界的深度合作敞開了大門和提供了機會。

國際標準化組織或者論壇，如ITU、NGMN、3GPP、IEEE等，都是開展5G需求匯集、技術研究和技術標準化的重要場所，也是5G國際合作的重要平臺。產業(yè)界和學術界可以充分利用這些平臺對5G的發(fā)展貢獻各自的力量。