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中國電信技術(shù)創(chuàng)新中心副主任楊峰義多網(wǎng)融合成5G架構(gòu)優(yōu)先選擇論文
時下，5G愈發(fā)火熱。從剛剛過去的巴展上設(shè)備商紛紛展出了5G核心網(wǎng)、基站等產(chǎn)品，再到3GPP決定加速推進(jìn)5G空口標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于5G的消息不斷升溫。
但是，其實(shí)不少電信用戶對5G技術(shù)仍是一頭霧水。“5G究竟有什么不一樣？”、“現(xiàn)在5G究竟研究的怎么樣了？”針對這些問題，《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）記者邀請了中國電信技術(shù)創(chuàng)新中心副主任楊峰義，和大家談?wù)勚袊娦?G技術(shù)研發(fā)工作進(jìn)展并詳解5G技術(shù)。
《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）：在剛剛過去的巴展上，好多設(shè)備商都展出了5G基站、核心網(wǎng)解決方案，彰顯5G發(fā)展步伐加快。請您給讀者科普一下，5G到來時能給我們帶來哪些直觀感受？
楊峰義：5G時代來臨，人與人的通信正在向人與物、物與物的通信擴(kuò)展，萬物互聯(lián)時代正在到來。ITU定義了三大5G業(yè)務(wù)場景：
第一，面向人的增強(qiáng)移動互聯(lián)網(wǎng)（eMBB），這要求為用戶提供最高20Gbps峰值速率和100Mbps基本體驗(yàn)速率，熱點(diǎn)地區(qū)提供10Mbps/m2高流量密度。
第二，面向物的大規(guī)模機(jī)器通信（mMTC），要求支持最高100萬/km2設(shè)備連接密度。
第三，面向物的低時延高可靠通信（URLLC），能夠滿足1毫秒端到端時延和極高的可靠性要求。
因此，5G不僅能夠繼續(xù)推動移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也能帶動垂直行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+，并成為多樣化業(yè)務(wù)提供和業(yè)務(wù)創(chuàng)新的使能者。
近年來，運(yùn)營商為用戶提供了越來越快的移動互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，我們的年均手機(jī)上網(wǎng)流量和每用戶月均流量都顯著增長；在5G時代，這些將有望獲得進(jìn)一步的快速提升。
同時，通過與垂直行業(yè)建立更廣泛、更深入的合作，運(yùn)營商將進(jìn)入更多的行業(yè)進(jìn)行賦能，并不斷催生出新的業(yè)務(wù)模型，幫助行業(yè)用戶進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級。
《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）：5G會有哪些技術(shù)突破？這些新技術(shù)，給運(yùn)營商部署5G帶來哪些挑戰(zhàn)？
楊峰義：從技術(shù)路線角度，5G將同時包含LTE增強(qiáng)和新空口，即演進(jìn)和革命性技術(shù)。其中，LTE增強(qiáng)是在4G基礎(chǔ)上，針對特定場景和目標(biāo)的進(jìn)一步增強(qiáng)，具有后向兼容性，可通過現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)升級實(shí)現(xiàn)。5G新空口主要面向新場景和新頻段進(jìn)行全新的空口設(shè)計，無需考慮與4G的后向兼容，致力于滿足LTE演進(jìn)無法滿足的業(yè)務(wù)需求及技術(shù)指標(biāo)。
通過引入創(chuàng)新的無線接入和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)，5G為運(yùn)營商帶來了很多新的機(jī)遇，但同時也給運(yùn)營商帶來了幾大挑戰(zhàn)：
第一，5G新空口的部署成本。與演進(jìn)性的LTE增強(qiáng)相比，對革命性的5G新空口而言，更需評估其部署成本和效率。投入與預(yù)期回報間的平衡，是運(yùn)營商需要考量的重要問題。
第二，5G新空口的覆蓋問題。由于頻譜資源稀缺，5G新空口將部署于比4G更高的頻點(diǎn)，比如3.5GHz，因此其覆蓋范圍將有所受限。能否通過Massive MIMO等技術(shù)補(bǔ)償其覆蓋性能，或初期將5G新空口定位為熱點(diǎn)分流，也是我們在研究的問題。
第三，全球統(tǒng)一5G標(biāo)準(zhǔn)。目前5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要由3GPP制定，已有很多標(biāo)準(zhǔn)化組織和企業(yè)加入到5G的標(biāo)準(zhǔn)化工作中。由于參與5G標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)構(gòu)眾多，意見不統(tǒng)一，這些將會帶來5G技術(shù)碎片化的風(fēng)險。
第四，全球統(tǒng)一5G頻段。5G需要不同的頻譜來滿足不同場景的需求，如數(shù)據(jù)速率、連接密度和時延等，5G所采用的頻譜應(yīng)盡可能全球化，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模和全球漫游。對于運(yùn)營商來說，重耕現(xiàn)有頻譜用于5G技術(shù)也是非常重要的。
第五，垂直新業(yè)務(wù)的商業(yè)模式。運(yùn)營商對物聯(lián)網(wǎng)及新興商業(yè)模式有著殷切的期待。但從目前來看，一些垂直行業(yè)新業(yè)務(wù)的前景以及商業(yè)模式并不是很清晰。
《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）：在5G候選技術(shù)中，Massive MIMO是業(yè)界公認(rèn)沒有爭議的技術(shù)，目前，中國電信在Massive MIMO技術(shù)上取得哪些進(jìn)展？
楊峰義：Massive MIMO是我們非常關(guān)注的技術(shù)。Massive MIMO對5G系統(tǒng)性能有很直接的影響。可以預(yù)期未來的5G商用產(chǎn)品中，Massive MIMO是最有可能優(yōu)先部署的5G標(biāo)志性技術(shù)。
目前3GPP正在積極開展Massive MIMO標(biāo)準(zhǔn)化工作，在LTE-Advanced Rel-13和Rel-14標(biāo)準(zhǔn)中，TM9傳輸模式已經(jīng)支持到32端口的Massive MIMO傳輸。正在制定的5G Rel-15標(biāo)準(zhǔn)至少會支持32端口的Massive MIMO傳輸，同時支持高頻的波束管理技術(shù)。
除3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義之外，Massive MIMO對設(shè)備實(shí)現(xiàn)提出了更高要求，比如：為形成多用戶波束、信道信息的獲取需及時準(zhǔn)確、Massive MIMO陣子數(shù)目龐大，會帶來產(chǎn)品體積增大問題。
在信道信息獲取方面，TDD具有先天優(yōu)勢，F(xiàn)DD Massive MIMO技術(shù)難度更大。面對全球廣闊的FDD市場，在2016年底到2017年初，中興和華為都發(fā)布了FDD Massive MIMO商用樣機(jī)，并與中國電信、中國聯(lián)通完成了初步測試。單站初步測試結(jié)果表明，F(xiàn)DD Massive MIMO可有效提升小區(qū)吞吐量3倍以上。
FDD Massive MIMO樣機(jī)的測試表現(xiàn)讓人感到驚喜，但同時也應(yīng)看到其仍存在諸多挑戰(zhàn)。一是，在信道獲取開銷、精度方面的技術(shù)挑戰(zhàn)。二是，基站和終端的產(chǎn)業(yè)鏈挑戰(zhàn)。三是，RRU和天線一體化設(shè)計帶來的測試挑戰(zhàn)。四是，低頻點(diǎn)FDD在體積、重量方面的部署挑戰(zhàn)。五是，規(guī)模組網(wǎng)下，考慮小區(qū)間干擾、控制信道覆蓋、波束管理時的組網(wǎng)性能挑戰(zhàn)。
針對上述問題，我們團(tuán)隊提出了模塊化Massive MIMO、虛擬扇區(qū)化等解決方案，并在持續(xù)開展研究與驗(yàn)證，以冀望在FDD Massive MIMO商用推動方面有所貢獻(xiàn)。
《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）：日前，3GPP宣布會提前凍結(jié)非獨(dú)立5G新空口標(biāo)準(zhǔn)，這就意味著5G要與LTE核心網(wǎng)相兼容。那么是不是意味著未來5G也會和3G、4G網(wǎng)絡(luò)長期共存？
楊峰義：的確，中國電信等國內(nèi)運(yùn)營商在3G、4G領(lǐng)域已經(jīng)投入了近萬億元資金。為充分利用既有網(wǎng)絡(luò)的全國性覆蓋優(yōu)勢、保護(hù)既有投資，運(yùn)營商多張不同制式的網(wǎng)絡(luò)（如4G、5G與WLAN）將長期共存。因此，多接入網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同與融合，是5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所考慮的重要趨勢。
傳統(tǒng)多網(wǎng)絡(luò)間的互操作技術(shù)主要集中在核心網(wǎng)側(cè)。然而這種機(jī)制不足以提供對網(wǎng)絡(luò)的靈活控制，例如接入網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)信息（包括網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、鏈路質(zhì)量、回傳鏈路負(fù)荷等）難以考慮。為了克服傳統(tǒng)互操作方案的不足，多網(wǎng)絡(luò)接入層的緊密融合已成為一種趨勢。從3GPP的角度來講，LTE、5G新空口與WLAN將在5G網(wǎng)絡(luò)中以融合的形式存在。
目前，在標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方面，LTE與5G新空口的緊耦合方案在3GPP廣泛關(guān)注與討論，Option 3、4、7等緊耦合方案都將引入到2018年6月完成5G的第一個正式版本，即3GPP Rel-15。其中，“LTE與5G核心網(wǎng)連接”的3GPP標(biāo)準(zhǔn)立項工作由中國電信等牽頭主導(dǎo)。
對于5G多網(wǎng)絡(luò)融合，運(yùn)營商如何在LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上逐步引入5G接入網(wǎng)與核心網(wǎng)，并盡量減小對現(xiàn)網(wǎng)的影響是一個重點(diǎn)問題。此外，基于自身網(wǎng)絡(luò)實(shí)際，各運(yùn)營商可能會選擇不同的多網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)方案，這將帶來一定程度的產(chǎn)業(yè)分化。
《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）：目前，中國電信5G研發(fā)情況如何？投入了多少研發(fā)力量？
楊峰義：中國電信的5G研發(fā)工作一直在集團(tuán)公司技術(shù)部的總體部署下有條不紊地在推進(jìn)，集團(tuán)所有的研發(fā)機(jī)構(gòu)都參與了相關(guān)的工作。具體到我們這個團(tuán)隊，我們自2013年啟動5G研發(fā)，現(xiàn)在我們的5G團(tuán)隊有30余人。在國內(nèi)IMT-2020（5G）推進(jìn)組，我們是超密集組網(wǎng)、高頻通信、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等多項5G關(guān)鍵課題的牽頭單位和主要貢獻(xiàn)單位；在3GPP，我們主導(dǎo)了多網(wǎng)絡(luò)融合、靈活雙工等7項5G相關(guān)的3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)；并申請5G相關(guān)發(fā)明專利百余項。
中國電信也有關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)和商業(yè)應(yīng)用的具體計劃，我們將繼續(xù)扎根于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新、測試與驗(yàn)證工作，為中國電信和整個行業(yè)的5G技術(shù)發(fā)展和業(yè)務(wù)應(yīng)用貢獻(xiàn)力量。
【中國電信技術(shù)創(chuàng)新中心副主任楊峰義多網(wǎng)融合成5G架構(gòu)優(yōu)先選擇論文】相關(guān)文章：
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