中興通訊:5G時代下的技術創新者
什么是5G?
2014年,中興通訊提出構建一個以移動(M)為核心特征的面向人與人、人與物、物與物全面互聯的M-ICT理念,5G正是實現中興通訊M-ICT理念的一個重要基石。5G將圍繞人們居住、工作、休閑、交通以及垂直行業的需求,廣泛部署在密集住宅區、辦公室、體育場、地鐵、高速公路、高速鐵路以及環境監測等場景,這些場景分別具有超高流量、超高密度、超高連接數、超高移動性、超遠覆蓋、超低功耗等不同特點,其面臨的技術挑戰可以歸納為以下幾種:
增強型移動寬帶(Enhanced MBB, eMBB)場景:用戶在任何情況都能獲取100Mbps以上的體驗速率,熱點區域為用戶提供1Gbps的用戶體驗速率和10Gbps以上的峰值速率,滿足10Tbps/km2以上的流量密度需求;
低時延高可靠物聯網(Ultra-Reliable Low Latency Communicatinon, uRLLC)場景:面向車聯網、工業控制等物聯網的特殊應用需求,為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業務可靠性保證;
低功耗大連接物聯網(Massive MTC, mMTC)場景:面向環境監測、智能農業等以傳感器和數據采集為目標的應用場景,該應用具有小數據包、低功耗、低成本、海量連接等特點,要求支持106/km2以上的連接數密度。
5G的進展
1.標準的進程
5G的標準化工作將在3GPP內完成。 2016年開始的Rel-14版本周期將開啟5G第一階段工作的標準化,這一階段的工作包括也即5G新空口的研究以及信道建模等工作,2018年開始的Rel-16版本周期將是5G第二階段的標準化,包括5G新空口在高頻段的使用。隨后在2020年左右,5G將正式進入產業化階段。
2.行業的發展
在全球范圍內看,北美,歐洲和亞太地區(中國,日本,韓國)的各大運營商均對5G表現出濃厚的興趣,包括AT&T,Verizon,NTT Docomo,KT和中國移動在內的主流運營商都有發展5G系統的計劃,集中測試和預商用的時間均在2016-2018年。例如:
● Verizon正在進行5G高頻測試,正在測試的初始設備運行在15GHz、28GHz、39GHz和64GHz頻段上,大部分測試集中于28GHz頻段。Verizon表示將在2016年內快速進行預商用的測試,并且在2017年在亞洲市場與一些運營商合作進行5G網絡的部署。
● KT將在2018年的平昌冬奧會上提供包括:會場安全,同步影響,360度VR,全息成像等5G 演示類業務;
● 中移動從2012開始就啟動了5G相關的工作,制訂了面向2020年的5G網絡的從研發、規劃、候選頻率、關鍵技術研究、試驗驗證等一系列的工作,2018年計劃做大規模場外試驗,力爭2020年5G網絡投入商用。
同時設備上也緊跟運營商的節奏,包括愛立信,中興通訊,華為,三星,Intel,高通在內的全球各大設備商,芯片廠家,儀器儀表廠家都是5G各大產業聯盟的成員和支持者。
中興5G技術創新
技術理念:中興通訊圍繞5G的發展開展了一系列深入研究,在總體設計理念上提出構建統一、靈活、可配置的5G統一空口(UAI)和基于云感知軟網絡技術的5G網絡架構(CAS)。
1. UAI技術創新
UAI是針對不同場景的技術需求,通過關鍵技術和參數的靈活配置形成相應的優化技術方案,UAI的目標是追求統一的波形設計、統一的幀結構和統一的控制。
UAI基于統一的無線網絡基礎設施和靈活的軟件設置滿足5G時代多樣化的行業應用,并兼容從低頻段到高頻段的部署需求。為實現UAI的統一波形、統一幀結構和統一控制的目標,中興通訊提出了一系列創新方案:
FB-OFDM:采用基于優化濾波器設計的濾波器組OFDM技術(FB-OFDM)同時支持eMBB、uRLLC和mMTC三種場景的應用,在提升頻譜使用率的基礎上,有效降低終端對時域和頻域同步要求。
MUSA:用戶共享接入技術(MUSA)作為未來5G多址接入技術。極大簡化終端的實現、降低能耗,特別適合作為未來5G海量接入的解決方案。
Massive MIMO:5G基站天線數及端口數將有大幅度增長,中興通訊采用可支持上百根天線和數十個天線端口的大規模天線方案,并通過多用戶MIMO技術,來支持更多用戶的空間復用傳輸,達到數倍提升系統頻譜效率的目的。
UFS:統一幀結構技術(UFS),傳輸時間間隔由4G的5ms縮短到1ms。同時可以對相對應的參數進行調整以適應大規模天線(Massive-MIMO)和MUSA技術。
2. CAS技術創新
CAS是一個開放的有靈活性和擴展性的平臺網絡,通過虛擬化實現軟硬件的分離,通過組件化實現功能的靈活編排,通過云管理實現資源的統一管理和部署。
分層網絡:CAS采用開放性的分層網絡架構,從底到上分別是基礎設施層(infrastructure layer),業務使能層(business enablement layer),業務應用層(business application layer)分別提供IaaS,PaaS,NaaS服務,以及開放數據DaaS服務。分層網絡提供的層間解耦合以及可替換性帶來了開放的可能。
軟件定義的網絡:軟件定義的特征使得5G網絡具有靈活性:基礎設施層提供物理設備虛擬化(SDI),業務使能層提供各種虛擬網絡功能VNF(SDNF),業務應用層編排各個VNF,提供業務切片(SDNS)。各層通過適配可提供開放式服務接口(SDSI)。各種軟件定義的組件和編排可全局調度資源,部署網絡功能,給網絡帶來了靈活性。
3. Pre5G Massive MIMO
中興通訊聚焦移動運營商今后幾年的核心訴求,在業界率先提出了Pre5G的理念。Pre5G利用最實用的5G核心技術,為商用LTE終端用戶提供接近5G的接入體驗,而且商用時間提前到2015年,可利用運營商現有的站點和頻譜資源,成倍地提升現網用戶的接入速率以及網絡的整體容量,在5G標準化之前有效緩解數據流量劇增的挑戰,為移動運營商提供更為平滑和高效的5G演進之路。
其中中興通訊提出的Massive MIMO基站利用多天線空分復用技術大幅提升無線頻譜效率、增強了3D網絡覆蓋、提升了小區峰值速率和小區平均吞吐量,同時降低了對周邊基站的干擾。2015年巴展展出的預商用樣機(64通道)和傳統8通道天線相比:
§ 頻譜效率提升4-6倍(具體倍數值取決于應用場景的無線環境) ,小區峰值速率達到450Mbps(12流),4倍與傳統TD-LTE基站;
§ 精確的3D波束賦型能力和覆蓋性能提升:高樓覆蓋能力增強了10dB以上(具體倍數值取決于高樓高度、距離、無線參數設定、無線環境);發射功率聚焦在用戶身上,沒有用戶的方向不浪費發射能量,即可有效提升復雜場景下的覆蓋,還能有效降低對周邊基站的干擾。
Pre5G基站不改變空口標準,從而可以兼容市場上規模商用的R8/R9 LTE終端,使現網4G用戶能夠在不換終端的前提下提前享受接近5G的使用體驗。
● 高度集成,易于部署。
Massive MIMO基站將基帶、射頻、天線統一集成,具有集成度高,體積小的優勢,整機僅需一根電源線和一對光纖即可工作,顯著降低建網TCO;
● 便捷運維。
Massive MIMO基站集成WiFi模塊,可通過智能終端進行近程的無線維護;
中興5G進展
截至目前,中興通訊已投入2億資金用于5G領域的研究和開發,從2016年到2018年,還將陸續投入10億人民幣。作為IMT-2020核心成員,中興通訊擔任了多個5G工作組的主席/副主席,牽頭超過30%的課題研究,目前已有2000余位專家專職于5G研發工作,分布在全球十幾個研究所中,主要涉及中國、日本、美國、歐洲等地。
中興通訊在5G所取得的成就包括以下里程碑:
2009年,開啟5G關鍵技術的研究,并提出軟空口概念;
2014年6月,在全球首屆5G論壇上,提出pre5G概念;
2015年1月,全球首測Pre5G Massive MIMO多用戶多流,刷新網速紀錄;
2015年7月,與日本軟銀簽署Pre5G聯合研發諒解備忘錄;
2015年7月,與KT簽署5G戰略合作協議,雙方計劃在首爾聯合進行外場測試;
2016年2月,在MWC展會上,展出5G高頻原型機與MUSA多址接入原型機。
同時中興通訊在中國國內牽頭構建了IoT聯盟,連同中國移動,中國電信,中國聯通等運營商簽署了針對物聯網應用的NB-IoT網絡部署戰略合作協議。目前聯盟成員已經多達40多家,在燃氣,水務,電力抄表,智能交通管理,農業物聯網,燃氣泄漏檢測,城市環境檢測方面展開了規模的應用。
結束語:
從2G、3G到4G,中興通訊持續堅持技術創新和方案創新,從客戶需求和為客戶創造價值出發,以創新帶動產品和方案的綜合競爭力提升,以創新助力運營商核心競爭力提升,致力于為運營商搭建精品無線網絡。
在5G領域,中興通訊先行一步研發布局,全面開展關鍵技術研究、標準推進、原型機開發等工作,致力于成為5G的先行者。同時考慮到運營商當前網絡所面臨的問題,率先提出Pre5G解決方案, GSMA CTO大獎評委“是移動寬帶演進上的顛覆性創新”的評語是對Pre5G產品最大的肯定和鼓勵,我們正拼搏進取走在時代的前列!
中興通訊必將把握未來網絡演進契機,堅持M-ICT戰略,不斷開拓移動互聯網、SDN等行業熱點,堅持自主創新,加強與運營商的戰略合作,持續鞏固市場優勢地位,實現可持續的良性發展。


