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  • 5G:多种无线技术融合的智能化网络

     近30年来移动通信行业发展迅猛,从第一代模拟通信发展到以频分为主的数字语音通信,再发展到以码分多址为主的多业务3G,现在以OFDM核心技术为主的宽带4G已经到来。人们在享受移动通信带来的多彩生活的同时,开始展望2020年后的移动通信会发展成什么样,将为我们的生活带来哪些变化。 行业对5G的期待 回首移动通信1~4代的技术跨越和业务变迁,并结合现在用户对移动通信的期许和产业认识,我们对5G需要解决的问题和市场需求进行了初步的梳理,下面从网络架构、用户体验、业务发展三个方面来简要谈一下行业对未来5G的期待。 ——未来移动宽带网络的技术需求。 综合业界对未来移动通信的需求讨论,从网络需求的角度来看,如下一些需求比较明确。 大容量:容量提升是移动通信网络永远的追求。随着用户数、终端类型、大带宽业务的迅猛发展,业界预测未来10年移动通信网络容量将增加1000倍。要实现这么大的网络容量是个艰巨的挑战,需要从网络架构、基站形态、空口创新、频谱扩展、终端创新等各个方面进行全方位的考虑。 多网融合:未来移动网络将在支撑现有移动业务的基础上,支持更多的细分业务,如可靠通信、MTC、V2V等,从移动网络的发展历程来看,未来的5G网络很难做到一种技术、一种架构实现全覆盖,多种技术融合、多种架构融合是必然的趋势,未来5G网络在现有2G/3G/4G/WiFi等融合的基础上,会进一步包容更多的技术和架构。 IT化、智能化、云化:移动业务、用户的多样性催生了网络的多样性,随着未来无线技术的发展,如何在多样性的基础上尽可能实现统一化成为重要的课题。从目前技术发展来看,未来移动宽带网络将在架构上逐步引入IT化、云化的网络架构,通过软件可定义的方式来实现同一网元自由适配各种无线网络。 易部署和运营:工程便捷性是技术成功商用的基础,未来的移动网络将最大限度地适应各种场景、各种业务应用,网络的多元化、网元的多元化是必然趋势,怎样保证各种解决方案的部署、维护的便捷性是不可或缺的关键要素。 能源与成本效率:绿色节能是全球各国各行业的战略要求,移动通信网络的能源消耗惊人,业界现在普遍的观点是未来5G的每bit能源消耗至少要比现在降低10倍,终端的电池待机时间比现在增加10倍。 ——未来移动网络的用户体验需求。 用户需求是技术发展最直接的驱动力。随着移动宽带的业务发展,用户对业务的要求也越来越高。 更高的数据速率:单用户业务速率提升是最为明显的业务驱动要素,随着高清视频、虚拟办公、3D虚拟现实、可佩戴移动多媒体设备的出现,单用户移动业务速率将达到1Gbps,甚至有些特色场景需要能够具备支持10Gbps的能力。 更低的时延:现在普通的业务时延大约在10ms~50ms不等,未来随着可靠通信、V2V等新兴业务的出现,普遍要求业务时延要小于5ms,对于车联网、智能电网等高要求的场景,甚至要求时延要低于1ms。 无所不在的覆盖:网络覆盖是移动通信的关键需求,未来移动通信网络覆盖应该是遍布用户需要的任何地方,现阶段一些场景移动覆盖薄弱的问题在5G时代需要全面解决,例如:室内覆盖、边远地区覆盖和远洋覆盖等等。 更好的移动性:便捷移动是移动通信最大的特点,现在4G通信基本上可以满足300km/h左右的移动覆盖要求,未来5G技术需要实现高达450km/h的高速移动环境下的高速移动通信。另外类似的移动自组织基站和快速车联网等特殊移动性需求也逐渐出现。 ——未来移动网络的新兴业务需求。 业务需求是技术发展的核心驱动力。随着移动通信的高速发展,很多新兴的业务蓬勃发展,也直接驱动了技术进步,从未来5G业务需求来看,常规移动业务之外的大量新兴业务急需5G技术实现突破。 海量链接类业务:现在移动通信网络的终端容量在50亿左右,业界普遍的认识是未来5G时代终端量将至少是现在的10倍,达到500亿以上。从终端的类型来看,除了现在的常规终端和蓬勃发展的智能终端外,可穿戴智能终端、海量物联网终端、车联网终端以及支持D2D通信的终端将会成为500亿连接的重要组成部分。未来网络需要以最优的方案来支撑海量的终端链接。 业务多元化:未来5G网络是一个多业务融合的大平台,多元的业务带来业务模型的复杂化,有些业务要求超高带宽,有些业务关注实时性,有些仅仅是海量小数据应用,还有些是紧急灾难应急应用。这些性能要求不一的业务需要未来5G网络来承载,怎样来满足这些多元化的需求是业界面临的重要课题。 总体来看,未来5G网络需要支持更快的速度、更低的时延、更多的业务、海量的终端,能够覆盖到有需求的任何地方,是一个融合现在所有无线技术、容量、性能按需分配,高度智能化的综合接入网络。 中兴通讯5G研究进展 眼下,5G研究还处于起步阶段,大家对5G的认识也还比较笼统,关注的焦点以未来5G用户需求、场景分析和可能的技术发展方向为主。总体来看,未来5G关注点集中在大容量、低时延以及多业务支持上,其中尤以1000倍容量提升最受业界关注,在时延和多业务支持方面,现有的技术能够给予一定的支撑,如何更好地完善空口技术,使得未来5G网络能够比现有的移动网络更好地实现融合也是一个方向。 中兴通讯认为,5G的主要研究方向包括:更多的频谱,更多有效的空口通道,更高的频谱效率,超密组网Dense Cell。 对于5G网络而言,中兴通讯认为演进可能大于革命,后4G时代技术的发展应该都可以纳入5G的研究范畴,未来的5G网络应该是在现有技术的基础上,更多地关注技术融合和用户体验,并不断地借鉴和吸纳IEEE无线接入技术、IT技术等成果,真正实现智能融合的ICT移动通信网络大平台的理念。 基于中兴通讯对未来5G长期的思考和研究,从实际应用的角度来看,Cloud NF网络架构云化、Cloud Radio协同组网和SDA多业务空口自适配会是未来5G网络发展的主线。其中网络架构云化是以NFV方式云化核心网和控制器等网元,实现网元硬件系统统一和功能软件化;而针对未来的5G网络与现有移动网络的统一和融合,中兴通讯超前的Cloud Radio解决方案可以很好地支持移动网络向未来5G演进,方案支持各种组网架构、支持集中和分布式协同处理;而针对未来5G可能需要为了支持多种不同特性的业务需要进行空口改进,中兴通讯率先提出软件定义空口的理念SDA并进行深入研究,该方案可以很好地实现多种不同特性业务的空口自适配,以方便一个网络、一套网元来满足未来多样化业务最优适配的要求。 5G的定位是多样的,首先要满足2020年以后数据流量迅猛增长的需求,其次需要在各种多样化的场景中做到足够优化,例如:大量小基站、M2M、MTC、backhaul等等。这些场景与目前的宏覆盖场景有很大的区别,例如部分场景要求海量的终端接入,部分场景可能要求3D高清智能终端大数据量和良好的移动性,部分场景要求极低功耗,智能电网又要求较低的传输延迟和更高可靠性,因而单一的无线接入技术难以同时满足以上多样化的需求,5G接入技术不仅包含已有的3G和4G技术,还应该包含为特定业务类型定制的高效空中接口技术。 基于对通信行业深刻的理解,ZTE早在2009年就提出了软空口的理念,即接入侧采用统一的硬件架构,对同样的空口进行整体框架规划,通过软件编程,更改参数,实现针对不同场景的特定空口。软空口技术既可支持成熟的2G、3G或4G接入技术,也非常适合于向5G的演进。 ZTE在5G研究方面已经取得了可喜的进展,在超宽带射频技术领域实现了新突破,已推出多模软基带芯片,正在开展SDA相关技术研究,Cloud Radio方案成功商用,是满足未来移动网络需求的“准5G方案”,还成功推出了Cloud NF原型机。 * * * 移动通信技术是社会发展重要的推动力,现在业界正在开展针对未来5G移动通信技术的研究,相关的需求和技术方向研究也处于摸索阶段。中兴通讯认为,未来的5G可能不再像以往一样以一个全新的跨代性的技术作为区分点,5G研究将以关注用户需求和方案的场景适配为出发点,它将是一个多种无线技术融合的智能化的网络,自动根据用户和业务需求进行场景定义和业务适配。 中兴通讯凭借多年的技术积累和长期的网络实践,针对未来5G发展提出了网络架构云化、Cloud Radio协同组网和SDA多业务空口自适配的技术理念,相关理念和方案的研究工作已经逐步展开。未来5G无论采取何种新的技术,中兴通讯提出的SDA、Cloud Radio、Cloud NF框架解决方案均能很好地给予支持。 未来5G是个开放的生态系统,它必将为我们的生活带来多彩的体验。中兴通讯在通信产业耕耘多年,技术积累深厚、商用经验丰富,正在和产业界多方紧密合作,共同为未来5G更好地发展做出贡献。

    时间:2014-08-07 关键词: 无线技术 5G 高清视频 nfv 云化

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