解讀中興通訊5G平滑演進之路

　　ICCSZ訊    4G在全球的規(guī)模商用方興未艾，5G的研究早已如火如荼地展開。參照國際電信聯(lián)盟ITU的時間計劃，5G的規(guī)模商用將在2020年以后，LTE網(wǎng)絡(luò)能否滿足今后5年內(nèi)飛速發(fā)展的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，成為移動通信運營商關(guān)注的一個焦點。

　　在5G的研究方面，中興通訊聚焦移動運營商今后3至5年內(nèi)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(xiàn)有的站點和頻譜資源，成倍地提升在網(wǎng)用戶的接入速率以及網(wǎng)絡(luò)的整體容量，在5G標準化之前有效緩解數(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。

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

　　Massive MIMO是5G的核心技術(shù)之一，利用多天線空分復(fù)用成倍地提升頻譜效率，增強網(wǎng)絡(luò)覆蓋和系統(tǒng)容量。Massive MIMO使用的天線數(shù)量超過100個，高出傳統(tǒng)基站一個數(shù)量級，因而可以在系統(tǒng)和終端之間傳輸更多獨立的數(shù)據(jù)流，從而成倍地提升頻譜效率。仿真表明，128天線(64個獨立通道)的Massive MIMO基站，其吞吐率可達到TD-LTE 8 天線基站的4~6倍，幫助運營商最大限度利用已有站址和頻譜資源滿足高速增長的數(shù)據(jù)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。基站系統(tǒng)的總體容量提升后，在多用戶同時接入的典型應(yīng)用場景下，每個用戶的平均速率均有4至6倍的提升，即使現(xiàn)階段商用的4G終端無法支持更高的峰值速率，Massive MIMO基站也可以通過多用戶MIMO的方式顯著提升系統(tǒng)的整體容量。

　　此外，大規(guī)模的天線陣列可以實現(xiàn)精確的立體波束賦型和動態(tài)用戶追蹤，從而顯著提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋并降低對周邊基站的干擾，可廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜的無線環(huán)境中。

　　Massive MIMO在提升頻譜效率方面成效顯著，但僅靠Massive MIMO技術(shù)還不足以滿足指數(shù)增長的數(shù)據(jù)帶寬需求。超密網(wǎng)Ultra Dense Network通過更為密集的小區(qū)組網(wǎng)(站間距只有幾十米)來進一步提升局部區(qū)域的流量密度。

　　小區(qū)密度增加勢必會引入嚴重的干擾問題，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(yīng)定向覆蓋, 小區(qū)智能開啟/關(guān)閉, 智能功率控制等技術(shù)，可高效解決密集組網(wǎng)場景下的干擾問題，使運營商能夠?qū)⒒静渴鸬酶鼮槊芗?，從而獲取更高的系統(tǒng)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(guī)避了多用戶之間的干擾問題，但系統(tǒng)接入容量同時受到正交碼資源的制約。多用戶共享接入技術(shù)MUSA充分利用了遠、近用戶的發(fā)射功率差異，在發(fā)射端使用非正交復(fù)數(shù)擴頻序列對數(shù)據(jù)進行調(diào)制，并在接收端使用連續(xù)干擾消除算法濾除干擾，恢復(fù)每個用戶的數(shù)據(jù)。多用戶共享接入允許多個用戶復(fù)用相同的空口自由度，因而可顯著提升系統(tǒng)的資源復(fù)用能力。另外，由于無需保證用戶之間的正交性，多用戶共享接入方案無需空口的調(diào)度處理機制，非常適用于高密度、大容量的移動接入場景。理論仿真表明，中興通訊設(shè)計的MUSA算法可以將無線接入網(wǎng)絡(luò)的過載能力提升到300%以上，從而更好地滿足5G時代萬物互聯(lián)的需求。

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

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

　　中興通訊的Massive MIMO從設(shè)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(shè)計。預(yù)商用Massive MIMO產(chǎn)品成功做到一個模塊內(nèi)部集成128天線，但整機迎風面積與普通8天線接近，彰顯了中興通訊在5G領(lǐng)域強大的研發(fā)和商用能力。

　　中國移動研究院黃宇紅副院長表示：“中興通訊完成了3D/Massive MIMO預(yù)商用外場測試，測試結(jié)果令人振奮，無論進度還是結(jié)果都超過了我們的預(yù)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，中國移動將繼續(xù)與中興通訊進一步加強3D/Massive MIMO及其他5G技術(shù)方面的合作。”

　　中興通訊無線CTO向際鷹表示：“3D/Massive MIMO天線數(shù)接近甚至超過100根，高出傳統(tǒng)基站一個數(shù)量級，聽起來非常遙遠，但中興通訊通過一系列創(chuàng)新，把看似遙遠的5G技術(shù)拉近到4G時代。大家普遍擔心尺寸，但通過測試表明尺寸與8天線相當。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)與中國移動完成全球首個Pre5G Massive MIMO基站的多用戶多流外場預(yù)商用測試。中興通訊通過運用Pre5G的多用戶多流空分復(fù)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，實測峰值達傳統(tǒng)基站的3倍以上，平均值預(yù)計在5倍以上。

　　2015年3月，中興通訊在巴塞羅那展會上發(fā)布了業(yè)界第一款可商用的Pre5G Massive MIMO基站產(chǎn)品，并進行了單載波頻譜下超過400Mbps吞吐量的動態(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(yīng)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程上取得的成就。

　　作為業(yè)界主流的無線產(chǎn)品和解決方案提供商，中興通訊多年來一直致力于產(chǎn)品和方案創(chuàng)新，Massive MIMO成功的預(yù)商用測試再次展示了中興通訊在5G關(guān)鍵技術(shù)研究方面的強大實力，也進一步踐行了中興通訊Pre5G的商業(yè)理念。