解讀中興通訊5G平滑演進(jìn)之路

　　ICCSZ訊    4G在全球的規模商用方興未艾，5G的研究早已如火如荼地展開(kāi)。參照國際電信聯(lián)盟ITU的時(shí)間計劃，5G的規模商用將在2020年以后，LTE網(wǎng)絡(luò )能否滿(mǎn)足今后5年內飛速發(fā)展的數據業(yè)務(wù)需求，成為移動(dòng)通信運營(yíng)商關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。

　　在5G的研究方面，中興通訊聚焦移動(dòng)運營(yíng)商今后3至5年內的核心訴求，于2014年6月率先提出了Pre5G的理念，引起業(yè)界熱議。

　　Pre5G利用部分已具備商用條件的5G準核心技術(shù)，為商用LTE終端用戶(hù)提供接近5G的接入體驗，而且商用時(shí)間提前到2015年，可利用運營(yíng)商現有的站點(diǎn)和頻譜資源，成倍地提升在網(wǎng)用戶(hù)的接入速率以及網(wǎng)絡(luò )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，幫助運營(yíng)商搶占市場(chǎng)先機，獲得更廣闊的業(yè)務(wù)發(fā)展空間。

　　從技術(shù)層面，Pre5G包含大規模天線(xiàn)陣列(Massive MIMO)、Pre5G超密網(wǎng)(Pre5G UDN)和多用戶(hù)共享接入(Multi-User Shared Access)等核心技術(shù)。

　　Massive MIMO是5G的核心技術(shù)之一，利用多天線(xiàn)空分復用成倍地提升頻譜效率，增強網(wǎng)絡(luò )覆蓋和系統容量。Massive MIMO使用的天線(xiàn)數量超過(guò)100個(gè)，高出傳統基站一個(gè)數量級，因而可以在系統和終端之間傳輸更多獨立的數據流，從而成倍地提升頻譜效率。仿真表明，128天線(xiàn)(64個(gè)獨立通道)的Massive MIMO基站，其吞吐率可達到TD-LTE 8 天線(xiàn)基站的4~6倍，幫助運營(yíng)商最大限度利用已有站址和頻譜資源滿(mǎn)足高速增長(cháng)的數據業(yè)務(wù)需求。

　　中興通訊采用創(chuàng )新的技術(shù)方案，使得商用的4G終端可以在Massive MIMO基站下使用，使用戶(hù)在不換終端，不等待新的空口標準的情況下，提前體驗到接近5G的性能?；鞠到y的總體容量提升后，在多用戶(hù)同時(shí)接入的典型應用場(chǎng)景下，每個(gè)用戶(hù)的平均速率均有4至6倍的提升，即使現階段商用的4G終端無(wú)法支持更高的峰值速率，Massive MIMO基站也可以通過(guò)多用戶(hù)MIMO的方式顯著(zhù)提升系統的整體容量。

　　此外，大規模的天線(xiàn)陣列可以實(shí)現精確的立體波束賦型和動(dòng)態(tài)用戶(hù)追蹤，從而顯著(zhù)提升網(wǎng)絡(luò )覆蓋并降低對周邊基站的干擾，可廣泛應用于各種復雜的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中。

　　Massive MIMO在提升頻譜效率方面成效顯著(zhù)，但僅靠Massive MIMO技術(shù)還不足以滿(mǎn)足指數增長(cháng)的數據帶寬需求。超密網(wǎng)Ultra Dense Network通過(guò)更為密集的小區組網(wǎng)(站間距只有幾十米)來(lái)進(jìn)一步提升局部區域的流量密度。

　　小區密度增加勢必會(huì )引入嚴重的干擾問(wèn)題，Pre5G UDN充分利用中興通訊成熟的 pico RRU硬件平臺和Cloud Radio軟件云協(xié)同技術(shù)，并輔以自適應定向覆蓋, 小區智能開(kāi)啟/關(guān)閉, 智能功率控制等技術(shù)，可高效解決密集組網(wǎng)場(chǎng)景下的干擾問(wèn)題，使運營(yíng)商能夠將基站部署得更為密集，從而獲取更高的系統容量。

　　MUSA是一種創(chuàng )新的多址接入技術(shù)，可突破正交技術(shù)的資源限制，允許更多的用戶(hù)接入。3G CDMA利用碼域的正交性，4G OFDM利用子載波的正交性有效規避了多用戶(hù)之間的干擾問(wèn)題，但系統接入容量同時(shí)受到正交碼資源的制約。多用戶(hù)共享接入技術(shù)MUSA充分利用了遠、近用戶(hù)的發(fā)射功率差異，在發(fā)射端使用非正交復數擴頻序列對數據進(jìn)行調制，并在接收端使用連續干擾消除算法濾除干擾，恢復每個(gè)用戶(hù)的數據。多用戶(hù)共享接入允許多個(gè)用戶(hù)復用相同的空口自由度，因而可顯著(zhù)提升系統的資源復用能力。另外，由于無(wú)需保證用戶(hù)之間的正交性，多用戶(hù)共享接入方案無(wú)需空口的調度處理機制，非常適用于高密度、大容量的移動(dòng)接入場(chǎng)景。理論仿真表明，中興通訊設計的MUSA算法可以將無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )的過(guò)載能力提升到300%以上，從而更好地滿(mǎn)足5G時(shí)代萬(wàn)物互聯(lián)的需求。

　　在Pre5G的實(shí)踐方面，中興通訊已經(jīng)取得一系列階段性成果，商用進(jìn)展業(yè)界領(lǐng)先。

　　2014年11月，中興通訊聯(lián)合中國移動(dòng)在深圳完成了全球首個(gè)TD-LTE Massive MIMO基站的預商用測試。該測試由中國移動(dòng)研究院發(fā)起和組織，采用中興通訊最新研制的64端口128天線(xiàn)Massive MIMO的基帶射頻一體化室外型基站，測試結果超出中國移動(dòng)研究院的預期。

　　中興通訊的Massive MIMO從設計之初就面向商用考慮，在體積、重量、成本、工程化、安裝等方面作了很多周密設計。預商用Massive MIMO產(chǎn)品成功做到一個(gè)模塊內部集成128天線(xiàn)，但整機迎風(fēng)面積與普通8天線(xiàn)接近，彰顯了中興通訊在5G領(lǐng)域強大的研發(fā)和商用能力。

　　中國移動(dòng)研究院黃宇紅副院長(cháng)表示：“中興通訊完成了3D/Massive MIMO預商用外場(chǎng)測試，測試結果令人振奮，無(wú)論進(jìn)度還是結果都超過(guò)了我們的預期，加快了技術(shù)商用驗證的步伐，深層次地挖掘了TDD網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)優(yōu)勢，中國移動(dòng)將繼續與中興通訊進(jìn)一步加強3D/Massive MIMO及其他5G技術(shù)方面的合作。”

　　中興通訊無(wú)線(xiàn)CTO向際鷹表示：“3D/Massive MIMO天線(xiàn)數接近甚至超過(guò)100根，高出傳統基站一個(gè)數量級，聽(tīng)起來(lái)非常遙遠，但中興通訊通過(guò)一系列創(chuàng )新，把看似遙遠的5G技術(shù)拉近到4G時(shí)代。大家普遍擔心尺寸，但通過(guò)測試表明尺寸與8天線(xiàn)相當。中興通訊提出的pre5G理念和大量技術(shù)創(chuàng )新，可以使4G終端提前體驗到3D/Massive MIMO帶來(lái)基于5G技術(shù)的業(yè)務(wù)體驗。”

　　2015年1月，中興通訊協(xié)與中國移動(dòng)完成全球首個(gè)Pre5G Massive MIMO基站的多用戶(hù)多流外場(chǎng)預商用測試。中興通訊通過(guò)運用Pre5G的多用戶(hù)多流空分復用技術(shù)，基于商用4G終端，創(chuàng )造了頻譜效率和單載波容量的新記錄，實(shí)測峰值達傳統基站的3倍以上，平均值預計在5倍以上。

　　2015年3月，中興通訊在巴塞羅那展會(huì )上發(fā)布了業(yè)界第一款可商用的Pre5G Massive MIMO基站產(chǎn)品，并進(jìn)行了單載波頻譜下超過(guò)400Mbps吞吐量的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)展示，該產(chǎn)品獲得2014年度GTI“創(chuàng )新解決方案與應用大獎”，以此表彰中興通訊pre5G Massive MIMO產(chǎn)品與解決方案在商用部署進(jìn)程上取得的成就。

　　作為業(yè)界主流的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品和解決方案提供商，中興通訊多年來(lái)一直致力于產(chǎn)品和方案創(chuàng )新，Massive MIMO成功的預商用測試再次展示了中興通訊在5G關(guān)鍵技術(shù)研究方面的強大實(shí)力，也進(jìn)一步踐行了中興通訊Pre5G的商業(yè)理念。