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5G引發(fā)產(chǎn)業(yè)巨變看中興通訊如何領(lǐng)跑

2015-03-16 07:14:22刁興玲
通信世界 2015年16期
關(guān)鍵詞:中興通訊商用頻譜

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。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Pre5G商用化。

雖然目前運營商仍在不斷推出4G服務(wù),但全球產(chǎn)業(yè)界已將研發(fā)重點投向面向2020年及未來的下一代移動通信技術(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時代爭奪更多話語權(quán)。中興通訊在5G研發(fā)中更是獨占鰲頭。

物聯(lián)網(wǎng)成5G主要驅(qū)動力

在2G/3G/4G時代,用戶比較熟悉的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)以手機或者數(shù)據(jù)卡接入移動網(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)峰會上,“5G時代,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將全面接入移動通信網(wǎng)絡(luò)”的觀點也成為參會專家的共識。

“5G技術(shù)將把人類徹底帶入萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)社會,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)在手機類終端的100倍以上,海量連接數(shù)對未來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時性和可靠性,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。”由此可見,物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的多樣性和需求的復(fù)雜性,對未來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,這就需要新的空口技術(shù)。最后,為了更好地適應(yīng)移動物聯(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)研究活動的主要參與者和貢獻(xiàn)者。作為中國IMT-2020(5G)推進組的核心成員,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計劃,致力于5G創(chuàng)新研究;在德國法蘭克福的NGMN大會上,中興通訊還被德國電信列入首批5G創(chuàng)新實驗室合作伙伴名單;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)上重點投入。中興通訊5G研究涵蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計、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)等多項獨特的標(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,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“動態(tài)虛擬服務(wù)小區(qū)簇”的理念,為每個UE動態(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)計的理念,把鏈路層參數(shù)設(shè)計與高層業(yè)務(wù)和UE終端性能進行緊密結(jié)合,實時跟蹤鏈路層性并進行動態(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ACK/NACK以降低業(yè)務(wù)時延,采用STB(Soft transmit block)加快傳輸速度,利用增強CQI上報更詳細(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。”向際鷹表示。

5G不等待,Pre5G先登臺

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)出低時延、高可靠、低功耗的特點,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)計到2020年5G時代才能開啟。

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。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Pre5G商用化。

Pre5G聚焦移動運營商今后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。“最關(guān)鍵的是,Pre5G可將商用時間提前到2015年,可利用運營商現(xiàn)有的站點和頻譜資源,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),幫助運營商搶占市場先機,獲得更廣闊的業(yè)務(wù)發(fā)展空間?!毕螂H鷹強調(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將大大提升運營商4G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能,延長運營商4G網(wǎng)絡(luò)的生命周期,同時將助力運營商實現(xiàn)從4G到未來5G時代的平滑銜接。”向際鷹補充道。

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)合中國移動進行業(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?!斑@說明Pre5G基站在用戶不用更換手機的情況下,可以把中國移動現(xiàn)網(wǎng)TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)容量提升4倍,這是一個歷史性的突破?!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(只需固定并連接電源和傳輸線纜),完全消除了對機房的依賴,可顯著降低運營商建網(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)合中國移動進行Pre5G Massive MIMO展示后,規(guī)模商用外場應(yīng)用正在穩(wěn)步推進中。中興通訊孫枕戈博士也表示公司正在與電信運營商聯(lián)合對Pre5G技術(shù)進行測試?!叭蚨嗉疫\營商正在與中興通訊合作推進Pre5G技術(shù)測試工作,2015年將完成國內(nèi)和國外規(guī)模商用外場測試驗證,2016年將實現(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。”

可以看到,業(yè)界也有廠商演示高達(dá)幾個Gbit/s,甚至上百Gbit/s吞吐量的Massive MIMO原型機,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,移動承載網(wǎng)絡(luò)也不支持,因而實用價值不高。

頻譜將成5G成敗關(guān)鍵

頻率資源是移動通信發(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>

另外一個途徑就是開源,為5G擴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>

還有一個途徑便是頻譜共享,頻譜共享使多個網(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,尤其適用于頻譜資源稀缺的運營商?!毕螂H鷹透露。

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