5G引發(fā)產(chǎn)業(yè)巨變看中興通訊如何領(lǐng)跑

本刊記者 | 刁興玲

5G引發(fā)產(chǎn)業(yè)巨變看中興通訊如何領(lǐng)跑

本刊記者 | 刁興玲

鑒于5G從需求定義到真正商用還需要很長時(shí)間，中興通訊發(fā)現(xiàn)在特定場景下，可以提前把部分5G技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有4G產(chǎn)品中，使用戶提前享受到類似于5G的體驗(yàn)。為此，中興通訊在業(yè)界首家明確提出Pre5G技術(shù)定義，并積極推進(jìn)Pre5G商用化。

雖然目前運(yùn)營商仍在不斷推出4G服務(wù)，但全球產(chǎn)業(yè)界已將研發(fā)重點(diǎn)投向面向2020年及未來的下一代移動(dòng)通信技術(shù)——5G技術(shù)，積極爭奪5G發(fā)展主導(dǎo)權(quán)。

近日，IMT-2020（5G）推進(jìn)組發(fā)布《5G無線技術(shù)架構(gòu)》和《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)》白皮書，這標(biāo)志著我國5G研發(fā)已經(jīng)邁入了新的階段。除了標(biāo)準(zhǔn)組織、運(yùn)營商等，在5G浪潮之下，設(shè)備商也不甘落后，正積極參與5G研發(fā)，以期在5G時(shí)代爭奪更多話語權(quán)。中興通訊在5G研發(fā)中更是獨(dú)占鰲頭。

物聯(lián)網(wǎng)成5G主要驅(qū)動(dòng)力

在2G/3G/4G時(shí)代，用戶比較熟悉的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)以手機(jī)或者數(shù)據(jù)卡接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)享受語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用較少。但從業(yè)務(wù)發(fā)展來看，從人與人通信到人與物以及物與物通信已成趨勢，比如智慧城市、“工業(yè)4.0”等都含有物聯(lián)網(wǎng)通信的概念。在近日舉行的第三屆IMT-2020（5G）峰會(huì)上，“5G時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將全面接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)”的觀點(diǎn)也成為參會(huì)專家的共識(shí)。

“5G技術(shù)將把人類徹底帶入萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)，是M-ICT最重要的基礎(chǔ)。中興通訊將在5G領(lǐng)域持續(xù)耕耘，與全球客戶共同迎接全聯(lián)接的M-ICT時(shí)代?！敝信d通訊總裁史立榮表示。

物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)相比，在性能上有明顯的區(qū)別。首先，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)連接數(shù)量巨大，在5G時(shí)代，用戶周邊大量的物體都將接入到網(wǎng)絡(luò)，據(jù)業(yè)界預(yù)測物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)將是現(xiàn)在手機(jī)類終端的100倍以上，海量連接數(shù)對(duì)未來5G網(wǎng)絡(luò)必然意味著巨大的挑戰(zhàn)。其次，業(yè)務(wù)需求不同，各種不同的物聯(lián)網(wǎng)終端接入對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求各不相同，中興通訊首席科學(xué)家向際鷹表示：“比如車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)控制類的終端要求超高的實(shí)時(shí)性和可靠性，這就要求5G網(wǎng)絡(luò)要支持小于5ms的業(yè)務(wù)延遲時(shí)延和超過99.9999%的可靠性；而一些環(huán)境檢測類的傳感器，它們需要放置在室外甚至是偏遠(yuǎn)野外進(jìn)行信息收集，這些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要求的傳輸數(shù)據(jù)量一般很小，但是對(duì)電池壽命、網(wǎng)絡(luò)覆蓋等有較高要求，這又要求5G網(wǎng)絡(luò)支持超小數(shù)據(jù)量、超低功耗的超密連接?！庇纱丝梢?，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的多樣性和需求的復(fù)雜性，對(duì)未來5G網(wǎng)絡(luò)提出了非常高的要求。

為了承載更加廣泛的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、支持各種各樣的超密物聯(lián)網(wǎng)終端接入、支持不同物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能要求，目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要做出較大改變。

“首先，物聯(lián)設(shè)備的數(shù)量是手機(jī)類終端數(shù)量的100倍以上，未來要把這些設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，需要多址技術(shù)進(jìn)行新突破。其次，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有多樣性，有的業(yè)務(wù)需要大數(shù)據(jù)量，有的需要超低時(shí)延、有的需要超高可靠性、有的則需要超小比特率和超低功耗，這些截然不同的需求必須采用不同的技術(shù)加以應(yīng)對(duì)，這就需要新的空口技術(shù)。最后，為了更好地適應(yīng)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)要求，特別是行業(yè)性要求，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要變革以適用于未來的業(yè)務(wù)發(fā)展?！毕螂H鷹表示。

向際鷹

志做5G時(shí)代領(lǐng)頭羊

中興通訊是5G全球技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究活動(dòng)的主要參與者和貢獻(xiàn)者。作為中國IMT-2020（5G）推進(jìn)組的核心成員，中興通訊擔(dān)任IMT-2020 IEEE工作組主席、IMT-2020網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作組的副主席等重要職位，并牽頭了多個(gè)子工作組的研究工作，積極投身到5G無線關(guān)鍵技術(shù)及下一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究工作中。早在2015年3月，中興通訊就加入歐盟H2020計(jì)劃，致力于5G創(chuàng)新研究；在德國法蘭克福的NGMN大會(huì)上，中興通訊還被德國電信列入首批5G創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室合作伙伴名單；在巴塞羅那通信展上，中興通訊Pre5G基站業(yè)務(wù)演示一鳴驚人，實(shí)測單載波平均峰值速率超過400Mbit/s，更是創(chuàng)造了頻譜效率和單載波容量的新紀(jì)錄。

在5G關(guān)鍵技術(shù)研究方面，中興通訊全面布局，在核心技術(shù)上重點(diǎn)投入。中興通訊5G研究涵蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、多天線技術(shù)、高頻通信、物聯(lián)網(wǎng)融合、新業(yè)務(wù)（如D2D、M2X、URC等）等多個(gè)方面，并推出了SVC（Smooth Virtual Cell）、MUSA(Multi-User Shared Access)、SDA(Soft defined Air interface)、SLA(Soft Link Adapter)及SNA(Soft Network Architecture)等多項(xiàng)獨(dú)特的標(biāo)簽技術(shù)。

“在MUSA多址接入技術(shù)方面，中興通訊創(chuàng)新的非正交多址接入技術(shù)采用簡單的非正交碼組設(shè)計(jì)，可以把接入用戶數(shù)提升4倍以上。”向際鷹解釋道。

SVC擯棄傳統(tǒng)的小區(qū)切換方式，采用以用戶為中心的“動(dòng)態(tài)虛擬服務(wù)小區(qū)簇”的理念，為每個(gè)UE動(dòng)態(tài)分配一組服務(wù)小區(qū)簇，使UE永遠(yuǎn)享受最優(yōu)服務(wù)，該技術(shù)可以徹底解決超密組網(wǎng)環(huán)境下小區(qū)干擾問題，系統(tǒng)容量和用戶QE將得到大幅提升。

SLA改變原來鏈路層固化設(shè)計(jì)的理念，把鏈路層參數(shù)設(shè)計(jì)與高層業(yè)務(wù)和UE終端性能進(jìn)行緊密結(jié)合，實(shí)時(shí)跟蹤鏈路層性并進(jìn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整，讓鏈路層最優(yōu)適配高層業(yè)務(wù)需求和UE終端性能，如采用增強(qiáng)ACK/NACK以降低業(yè)務(wù)時(shí)延，采用STB（Soft transmit block）加快傳輸速度，利用增強(qiáng)CQI上報(bào)更詳細(xì)的鏈路信息等。

除此之外，“中興通訊還是業(yè)界第一家提出SDA軟空口的公司，SDA理念是采用可軟件配置的空口格式來統(tǒng)一原來多樣的業(yè)務(wù)空口需求，大大簡化空口復(fù)雜度，充分利用有限的空口資源?！毕螂H鷹表示。

5G不等待，Pre5G先登臺(tái)

與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)不僅傳輸速率更高，而且在傳輸中呈現(xiàn)出低時(shí)延、高可靠、低功耗的特點(diǎn)，低功耗能更好地支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。5G雖然為我們描繪了理想的世界，但業(yè)界普遍預(yù)計(jì)到2020年5G時(shí)代才能開啟。

鑒于5G從需求定義到真正商用還有很長的一段時(shí)間，中興通訊發(fā)現(xiàn)在特定場景下，可以提前把部分5G技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有4G產(chǎn)品中，而不涉及修改標(biāo)準(zhǔn)，這樣用戶就能夠提前享受類似5G的體驗(yàn)。為此，中興通訊在業(yè)界第一家明確提出Pre5G技術(shù)定義，并積極推進(jìn)Pre5G商用化。

Pre5G聚焦移動(dòng)運(yùn)營商今后3～5年內(nèi)的核心訴求，利用部分已具備商用條件的5G核心技術(shù)，可為商用LTE終端用戶提供接近5G的接入體驗(yàn)。“最關(guān)鍵的是，Pre5G可將商用時(shí)間提前到2015年，可利用運(yùn)營商現(xiàn)有的站點(diǎn)和頻譜資源，成倍地提升現(xiàn)網(wǎng)用戶的接入速率以及網(wǎng)絡(luò)的整體容量，在5G標(biāo)準(zhǔn)化之前有效緩解數(shù)據(jù)流量劇增的挑戰(zhàn)，幫助運(yùn)營商搶占市場先機(jī)，獲得更廣闊的業(yè)務(wù)發(fā)展空間?！毕螂H鷹強(qiáng)調(diào)。

據(jù)悉，P re 5 G的核心技術(shù)包括M assive MIMO、Ultra Dense Network和Multi-User Shared Access，分別解決客戶在今后幾年將遇到的有限頻譜資源與MBB飛速發(fā)展的沖突、人群密集場景下的容量與干擾、大量終端接入引發(fā)網(wǎng)絡(luò)擁塞等三大問題。

“Pre5G將大大提升運(yùn)營商4G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能，延長運(yùn)營商4G網(wǎng)絡(luò)的生命周期，同時(shí)將助力運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)從4G到未來5G時(shí)代的平滑銜接?！毕螂H鷹補(bǔ)充道。

Pre5G基站能力高達(dá)4G的4倍

在技術(shù)層面上，Pre5G將主要著眼于對(duì)終端要求不高的“向空間要效率”方向上，目前聚焦在大規(guī)模天線陣列Massive MIMO和超密網(wǎng)UDN兩大核心技術(shù)上。目前中興通訊已經(jīng)成功推出Pre5G的Massive MIMO產(chǎn)品。

Massive MIMO是5G的核心技術(shù)之一，利用多天線空分復(fù)用技術(shù)成倍提升無線頻譜效率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和系統(tǒng)容量。早在2015年1月，中興通訊就首家成功完成了Massive MIMO預(yù)商用基站的多用戶多流外場測試，這次測試不但刷新了吞吐量紀(jì)錄，而且驗(yàn)證了Missive MIMO的三維覆蓋能力、普通4G終端支持能力以及深度覆蓋能力。

在2015年3月，中興通訊又在巴塞羅那通信展上首家發(fā)布可商用的Pre5G Massive MIMO基站產(chǎn)品并聯(lián)合中國移動(dòng)進(jìn)行業(yè)務(wù)演示，單載波平均峰值速率超過400Mbit/s，是TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)基站能力的4倍。“這說明Pre5G基站在用戶不用更換手機(jī)的情況下，可以把中國移動(dòng)現(xiàn)網(wǎng)TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)容量提升4倍，這是一個(gè)歷史性的突破?！毕螂H鷹指出。顯而易見，在Massive MIMO基站的商用進(jìn)展方面，中興通訊是毋庸置疑的領(lǐng)導(dǎo)者。

除此之外，“中興通訊采用創(chuàng)新技術(shù)將5G技術(shù)和4G終端進(jìn)行完美融合，使得商用的4G終端不僅可以在Missive MIMO基站下使用，還可以讓用戶在不換終端、不等待新的空口標(biāo)準(zhǔn)的情況下，就能提前體驗(yàn)到接近5G的性能?！毕螂H鷹透露。

2016年P(guān)re5G產(chǎn)品將規(guī)模出貨

據(jù)悉，Pre5G基站采用中興通訊自主研發(fā)的基帶處理SOC芯片并充分考慮可商用性和工程安裝便利性，將基帶、射頻、天線統(tǒng)一集成，具有集成度高、體積小、部署簡便的特點(diǎn)（只需固定并連接電源和傳輸線纜），完全消除了對(duì)機(jī)房的依賴，可顯著降低運(yùn)營商建網(wǎng)的TCO。

近日，中興通訊的Pre5G登上了央視的《朝聞天下》，中興通訊在巴塞羅那通信展聯(lián)合中國移動(dòng)進(jìn)行Pre5G Massive MIMO展示后，規(guī)模商用外場應(yīng)用正在穩(wěn)步推進(jìn)中。中興通訊孫枕戈博士也表示公司正在與電信運(yùn)營商聯(lián)合對(duì)Pre5G技術(shù)進(jìn)行測試。“全球多家運(yùn)營商正在與中興通訊合作推進(jìn)Pre5G技術(shù)測試工作，2015年將完成國內(nèi)和國外規(guī)模商用外場測試驗(yàn)證，2016年將實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用出貨。”向際鷹透露，“除Massive MIMO外，中興通訊還在Pre5G UDN和Pre5G MUSA方面加快研發(fā)，爭取2016年推出相應(yīng)產(chǎn)品?！?/p>

可以看到，業(yè)界也有廠商演示高達(dá)幾個(gè)Gbit/s,甚至上百Gbit/s吞吐量的Massive MIMO原型機(jī)，但通常都工作在6GHz以上的高頻段，現(xiàn)階段沒有適合的頻譜資源和終端，移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)也不支持，因而實(shí)用價(jià)值不高。

頻譜將成5G成敗關(guān)鍵

頻率資源是移動(dòng)通信發(fā)展的基礎(chǔ)，也是決定其成敗的關(guān)鍵。5G前景廣闊，但目前大量優(yōu)秀頻譜被2G/3G/4G占用，5G的頻譜需求更大，頻譜資源問題也顯得更為緊迫。頻譜資源稀缺將成為5G發(fā)展最主要的問題。

針對(duì)如何解決頻譜資源稀缺的問題，向際鷹認(rèn)為：“首先需要提升頻譜效率，目前新的多址接入技術(shù)、Massive MIMO多天線技術(shù)、超密UDN技術(shù)等都是提升頻譜效率的有效途徑。中興通訊的MUSA多址接入、Massive MIMO基站已經(jīng)在這方面做出了較好的貢獻(xiàn)?！?/p>

另外一個(gè)途徑就是開源，為5G擴(kuò)展新的空白頻譜資源，低頻段的頻譜資源已經(jīng)不多，5G要發(fā)展必須要找到新的頻譜資源?！澳壳?G技術(shù)研究重要的一個(gè)方向是高頻技術(shù)研究，目標(biāo)就是研究5Ghz～80Ghz的高頻頻段作為未來5G基站主頻譜的可能性，并且高頻信道技術(shù)研究已經(jīng)有了初步的成果，高頻段用作未來5G的頻譜已成必然趨勢?！?/p>

還有一個(gè)途徑便是頻譜共享，頻譜共享使多個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享頻譜資源，業(yè)界正在研究5G和Wi-Fi共享非授權(quán)頻段的技術(shù)。

“Pre5G基站使用現(xiàn)有的頻譜資源，兼容規(guī)模商用的4G終端，不改變已有的LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及核心網(wǎng)接口，僅需替換基站設(shè)備就可以將系統(tǒng)容量提升4～6倍，因而可廣泛應(yīng)用于密集城區(qū)和容量熱點(diǎn)，尤其適用于頻譜資源稀缺的運(yùn)營商。”向際鷹透露。