移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng),,正以前所未有的速度發(fā)展,,從而使移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈爆炸性增長(zhǎng),。在未來(lái)的技術(shù)演進(jìn)中,,更豐富的通信模式,、更好的用戶(hù)體驗(yàn),,更廣泛的應(yīng)用拓展,,都是重要的發(fā)展方向,。為了應(yīng)對(duì)海量流量的挑戰(zhàn),移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)正向 “無(wú)容量限制的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)” ,,即所謂的 “大管道” 方向發(fā)展,,技術(shù)不斷取得突破。在面向未來(lái)的無(wú)線技術(shù)演進(jìn)中,,適應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景,、滿(mǎn)足用戶(hù)體驗(yàn)成為決定因素。
基于對(duì)未來(lái)關(guān)鍵技術(shù)的不斷關(guān)注和投入,,中興通訊發(fā)布了2015年在無(wú)線領(lǐng)域最為關(guān)注的十大熱點(diǎn)技術(shù),,分別如下:
一、新多址接入方式NMA
未來(lái)5G應(yīng)用已經(jīng)聚焦到移動(dòng)寬帶和物聯(lián)網(wǎng),,對(duì)廣覆蓋,、高容量低時(shí)延、海量連接提出更高需求,,5G勢(shì)必需要引入新的多址接入方式,。較之目前主流無(wú)線通信系統(tǒng)中的各種正交\準(zhǔn)正交多址方案(TDMA,CDMA,OFDMA),中興通訊首推的新多址技術(shù)MUSA(Multi-User Shared Access)是完全基于更為先進(jìn)的非正交多用戶(hù)信息理論的,。
MUSA上行接入通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的復(fù)數(shù)域多元碼以及基于串行干擾消除(SIC)的先進(jìn)多用戶(hù)檢測(cè),,讓系統(tǒng)在相同時(shí)頻資源上支持?jǐn)?shù)倍用戶(hù)數(shù)量的高可靠接入;并且可以簡(jiǎn)化接入流程中的資源調(diào)度過(guò)程,,因而可大為簡(jiǎn)化海量接入的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),,縮短海量接入的接入時(shí)間,降低終端的能耗,。MUSA下行則通過(guò)創(chuàng)新的增強(qiáng)疊加編碼及疊加符號(hào)擴(kuò)展技術(shù),,可提供比主流正交多址更高容量的下行傳輸,并同樣能大為簡(jiǎn)化終端的實(shí)現(xiàn),,降低終端能耗,。
二、新編碼調(diào)制與鏈路自適應(yīng)技術(shù)
面對(duì)5G的核心需求,,傳統(tǒng)鏈路自適應(yīng)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足,,而新的編碼調(diào)制與鏈路自適應(yīng)技術(shù)可以顯著地提高系統(tǒng)容量、減少傳輸延遲,、提高傳輸可靠性,、增加用戶(hù)的接入數(shù)目。中興通訊提出了軟鏈路自適應(yīng)(soft link adaptation,;SLA),、物理層包編碼(physical layer packet coding; PLPC)、吉比特超高速譯碼器技術(shù)(Gbps high speed decoder; GHD)等,。
軟鏈路自適應(yīng)技術(shù)提高了信道預(yù)測(cè)和反饋方法的準(zhǔn)確性,、解決了開(kāi)環(huán)鏈路自適應(yīng)OLLA的周期較長(zhǎng)、干擾突發(fā)對(duì)性能的影響,,以及5G各種新場(chǎng)景對(duì)QOS的差異化需求(低延遲或超可靠或高吞吐量或高速移動(dòng))等問(wèn)題,。物理層包編碼技術(shù)可以有效地解決大數(shù)據(jù)包與小編碼塊之間的矛盾。吉比特超高速譯碼器技術(shù)可以顯著地提高單用戶(hù)的速度,,滿(mǎn)足5G需要支持超高速用戶(hù)數(shù)據(jù)速率的要求,。
三、多天線技術(shù)Massive MIMO
目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)流量已呈現(xiàn)出爆炸式增長(zhǎng),,提升無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量的方法有多種,,主要包括:提升頻譜效率、提高網(wǎng)絡(luò)密度,、增加系統(tǒng)帶寬,、智能業(yè)務(wù)分流等。其中大規(guī)模天線陣列技術(shù)獲得越來(lái)越多的關(guān)注,。
大規(guī)模天線陣列的基本特征,,就是通過(guò)在基站側(cè)配置數(shù)量眾多的天線陣列(從幾十至幾千),獲得比傳統(tǒng)天線陣列(傳統(tǒng)天線陣列數(shù)不超過(guò)8個(gè))更為精確的波束控制能力,,然后通過(guò)空間復(fù)用技術(shù),,在相同的時(shí)頻資源上,同時(shí)服務(wù)更多用戶(hù)來(lái)提升無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜效率,。大規(guī)模天線陣列可很好地抑制干擾,,帶來(lái)巨大的小區(qū)內(nèi)及小區(qū)間的干擾抑制增益,使得整個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍得到進(jìn)一步提高,。
大規(guī)模天線陣列技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯,,但如何在現(xiàn)實(shí)約束條件下充分挖掘其潛在的巨大增益亟待深入研究,特別是信道信息獲取,、天線陣列設(shè)計(jì),、碼本設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的研究,中興通訊在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域取得了一定優(yōu)勢(shì),,2014年11月中興通訊攜手中國(guó)移動(dòng),,成功完成全球首個(gè)128天線Massive MIMO外場(chǎng)預(yù)商用測(cè)試。
四,、高頻通信
目前無(wú)線通信6GHz以下頻譜已經(jīng)十分擁擠可用帶寬有限,,而30GHz~300GHz有大量的可用頻譜,這些頻譜對(duì)無(wú)線通信極具吸引力,。毫米波頻段相對(duì)于現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)載頻其傳輸損耗大,。同時(shí)由于高頻波長(zhǎng)短,單位面積上發(fā)送機(jī)和接收機(jī)可以配置更多的天線獲得更大的波束成形增益,,來(lái)補(bǔ)償額外的路徑損耗,。
采用高增益天線的基站,,在獲得權(quán)值前,無(wú)法利用優(yōu)選波束覆蓋到接收端,,終端測(cè)量不準(zhǔn),,通信雙方不能以?xún)?yōu)選波束權(quán)值進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。移動(dòng)環(huán)境對(duì)準(zhǔn)高增益的窄波束困難,,若不實(shí)現(xiàn)最優(yōu)波束識(shí)別終端無(wú)法完成小區(qū)駐留或勉強(qiáng)駐留小區(qū)但傳輸質(zhì)量差,,與5G網(wǎng)絡(luò)的高速率預(yù)期相悖。因此波束識(shí)別,、跟蹤是高頻通信的一個(gè)普遍存在的問(wèn)題,。在高頻通信系統(tǒng)加入波束發(fā)現(xiàn)過(guò)程,通過(guò)發(fā)現(xiàn)過(guò)程使得基站和終端得以發(fā)現(xiàn)對(duì)方,,利用優(yōu)選波束進(jìn)行高數(shù)據(jù)量通信,。
五、無(wú)線回傳Self-backhaul
有線Backhaul使密集部署的成本變得不可接受,,而且會(huì)大大限制基站部署的靈活性,。微波作為Backhaul需要額外的頻譜資源,并且增加了傳輸節(jié)點(diǎn)的硬件成本,。在有遮擋時(shí),,微波的信道質(zhì)量將受到嚴(yán)重影響,這限制了站址的選擇,,降低了部署的靈活性,。
Self-backhaul使用與接入鏈路相同的無(wú)線傳輸技術(shù)和頻率資源,很好地解決了有線backhaul及微波backhaul存在的問(wèn)題,。但Self-backhaul消耗了接入鏈路的可用資源,,限制了網(wǎng)絡(luò)容量的進(jìn)一步提高。因此,,Self-backhaul容量增強(qiáng)是UDN的一個(gè)重要研究方向,。
增強(qiáng)Self-backhaul容量的技術(shù)手段包括:(1)利用多天線技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展空域自由度;(2)通過(guò)接收端協(xié)作增強(qiáng)接收能力,;(3)利用內(nèi)容感知技術(shù)挖掘相同的服務(wù)請(qǐng)求,,通過(guò)多播/廣播提高資源使用效率。(4)backhaul鏈路與接入鏈路間動(dòng)態(tài)資源分配,。
六,、小區(qū)虛擬化Virtual Cell
小區(qū)虛擬化是解決邊界效應(yīng)的關(guān)鍵,其核心思想是“以用戶(hù)為中心”提供服務(wù),。虛擬小區(qū)由用戶(hù)周?chē)亩鄠€(gè)接入節(jié)點(diǎn)組成,,它就像影子一樣隨著用戶(hù)的移動(dòng)及周?chē)h(huán)境的變化而快速的更新,使得無(wú)論用戶(hù)在什么位置都可以獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信服務(wù),,達(dá)到一致的用戶(hù)體驗(yàn),。
虛擬小區(qū)打破了以“蜂窩小區(qū)”為中心的傳統(tǒng)移動(dòng)接入網(wǎng)理念,,轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆?ldquo;用戶(hù)為中心”的接入網(wǎng)絡(luò)。即每個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)擁有一個(gè)跟用戶(hù)相關(guān)的“虛擬小區(qū)”,,該小區(qū)由用戶(hù)周邊的幾個(gè)物理小區(qū)組成,,物理小區(qū)之間彼此協(xié)作,共同服務(wù)于該用戶(hù),。當(dāng)用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)時(shí),該虛擬小區(qū)包含的物理小區(qū)動(dòng)態(tài)變化,,但虛擬小區(qū)ID保持不變,。因而在用戶(hù)移動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有切換發(fā)生,無(wú)論用戶(hù)身在何處,,都能得到來(lái)自周邊多個(gè)物理小區(qū)的良好信號(hào)覆蓋和最佳的接入服務(wù),。虛擬小區(qū)是移動(dòng)接入理念的一次革命,真正實(shí)現(xiàn)了從“用戶(hù)找網(wǎng)絡(luò)”到“網(wǎng)絡(luò)追用戶(hù)”的夢(mèng)想,。
七,、超寬帶基站UBR
據(jù)統(tǒng)計(jì),歐洲14個(gè)國(guó)家的54家運(yùn)營(yíng)商中,,具備1.8GHz和2.1GHz雙頻段的有45家,,占比達(dá)到83%。大中型運(yùn)營(yíng)商基本上都擁有多個(gè)移動(dòng)頻段牌照,,運(yùn)營(yíng)商融合也大大加速了無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施共享進(jìn)程,,無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施正在逐步從寬帶向超寬帶方向發(fā)展。
2015年,,支持多個(gè)頻段的超寬帶基站技術(shù)UBR(Ultra -Broadband Radio)將會(huì)迎來(lái)快速發(fā)展機(jī)會(huì),。超寬帶基站技術(shù)突破了一個(gè)射頻通道僅支持一個(gè)頻段的限制,實(shí)現(xiàn)了雙頻段或多頻段同時(shí)工作的超寬帶處理能力,,其核心技術(shù)包括:超寬帶收發(fā)信機(jī)技術(shù),,超寬帶功放技術(shù),超寬帶DPD技術(shù)以及協(xié)同雙工技術(shù)等等,。去年中興通訊在業(yè)界率先推出了1.8GHz+2.1GHz超寬帶UBR基站,,單通道365MHz的發(fā)射帶寬能夠支持1.8GHz和2.1GHz兩個(gè)頻段同時(shí)工作,且能實(shí)現(xiàn)雙頻段之間的功率共享,。
八,、胖基站Fat NodeB
胖基站技術(shù),實(shí)質(zhì)是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)扁平化,,可以滿(mǎn)足更加復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景,,是一種可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)基站混合組網(wǎng)的一種新型的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
首先,,胖基站集成了部分核心網(wǎng)控制面功能,,顯著縮短終端接入信令過(guò)程,。簡(jiǎn)化了核心網(wǎng)功能,使得核心網(wǎng)只需專(zhuān)注于與無(wú)線制式無(wú)關(guān)的核心業(yè)務(wù),,更容易提供更多的個(gè)性化網(wǎng)絡(luò)服務(wù),。其次,胖基站集成了核心網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)功能,,終端的流量經(jīng)過(guò)胖基站后就可以直接進(jìn)入PDN網(wǎng)絡(luò),,無(wú)需回傳到遠(yuǎn)端核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。這可以減輕核心網(wǎng)用戶(hù)面轉(zhuǎn)發(fā)負(fù)荷,,降低傳輸成本,。此外,網(wǎng)關(guān)下移到基站也為內(nèi)容本地化提供了便利,。在胖基站上同址部署內(nèi)容服務(wù)器,,讓終端就近獲取內(nèi)容,可以大大降低傳輸時(shí)延,,提升用戶(hù)體驗(yàn),。
中興通訊提出的胖基站解決方案,是繼承和發(fā)揚(yáng)了4G的扁平化思路,,以用戶(hù)為中心,,讓服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)更加扁平,更加貼近終端用戶(hù),。
九,、NFV/SDN技術(shù)
傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用設(shè)備多,相比IT網(wǎng)絡(luò)存在更高昂的建設(shè)費(fèi)用,、更龐雜的運(yùn)維開(kāi)支和更封閉的業(yè)務(wù)形式,,使運(yùn)營(yíng)商在“收”“支”兩端都面臨窘境。近幾年興起的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化NFV(Network Function Virtualization)和SDN(Software Defined Network)技術(shù)讓運(yùn)營(yíng)商看到了曙光,。
NFV的技術(shù)基礎(chǔ)是虛擬化技術(shù),。虛擬化技術(shù)提供了將一套服務(wù)器的相關(guān)資源(如計(jì)算,存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò))虛擬化成多個(gè)不同虛機(jī)為不同的用戶(hù)使用的手段,。在電信網(wǎng)絡(luò)中引入虛擬化技術(shù),,可以實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)絡(luò)硬件資源的共享,提升硬件資源的利用率,,也為快速引入第三方新業(yè)務(wù)開(kāi)啟了一道方便之門(mén),。電信網(wǎng)絡(luò)功能本身支持虛擬化后,與專(zhuān)用硬件設(shè)備解除了耦合關(guān)系,,使得電信網(wǎng)絡(luò)采用IT化,、通用化硬件資源成為可能,有利于運(yùn)營(yíng)商降低硬件采購(gòu)成本,。
SDN技術(shù)源于IP網(wǎng)絡(luò)的路由控制,,它通過(guò)將路由設(shè)備的控制和轉(zhuǎn)發(fā)相分離,,將對(duì)網(wǎng)絡(luò)中大量路由器繁雜的路由配置工作轉(zhuǎn)化成通過(guò)控制器集中式配置并下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)面執(zhí)行的方式,極大簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)路由維護(hù)工作,。同時(shí)SDN還可以通過(guò)開(kāi)放北向接口使第三方應(yīng)用方便的控制網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)路由,。在電信網(wǎng)絡(luò)中引入SDN技術(shù),不但可以提升網(wǎng)絡(luò)部署的自動(dòng)化能力,,實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)的靈活組件調(diào)度,,同時(shí),通過(guò)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(如SAE GW)內(nèi)部引入SDN化理念,,還可以有效促進(jìn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的扁平化,,提升報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的效率。
十,、設(shè)備到設(shè)備通信D2D
作為面向5G的關(guān)鍵候選技術(shù),,設(shè)備到設(shè)備通信(Device-to-Device,,D2D)具有潛在的提高系統(tǒng)性能,、提升用戶(hù)體驗(yàn)、擴(kuò)展蜂窩通信應(yīng)用的前景,,因而受到業(yè)界的廣泛關(guān)注,。
D2D主要的應(yīng)用場(chǎng)景包括如下幾個(gè)方面:
1、社交應(yīng)用:用戶(hù)通過(guò)D2D的發(fā)現(xiàn)和通信功能,,可以尋找鄰近區(qū)域的感興趣用戶(hù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,,內(nèi)容分享;
2,、網(wǎng)絡(luò)流量卸載:鄰近用戶(hù)之間的蜂窩通信切換到D2D模式,,節(jié)省空口資源、降低核心網(wǎng)傳輸壓力,;
3,、物聯(lián)網(wǎng)通信增強(qiáng):在車(chē)聯(lián)網(wǎng)、海量用戶(hù)終端,、智能家居等存在大量終端的場(chǎng)景中,,終端以D2D形式接入到已接入網(wǎng)絡(luò)的特定終端,緩解巨量終端接入帶來(lái)的擁塞,;
4,、應(yīng)急通信:當(dāng)覆蓋出現(xiàn)盲區(qū)或因?yàn)?zāi)害網(wǎng)絡(luò)損壞時(shí),用戶(hù)設(shè)備通過(guò)D2D與位于覆蓋內(nèi)的用戶(hù)設(shè)備建立連接,,從而以D2D中繼的形式建立與網(wǎng)絡(luò)的連接,;