移動互聯網和物聯網，正以前所未有的速度發(fā)展，從而使移動數據業(yè)務呈爆炸性增長。在未來的技術演進中，更豐富的通信模式、更好的用戶體驗，更廣泛的應用拓展，都是重要的發(fā)展方向。為了應對海量流量的挑戰(zhàn)，移動網絡正向“無容量限制的無線網絡”，即 “大管道”方向發(fā)展，技術不斷取得突破。在面向未來的無線技術演進中，適應應用場景、滿足用戶體驗成為決定因素。

 

中興通訊作為全球主流移動通信和解決方案供應商，在面向未來的關鍵技術創(chuàng)新和研究中持續(xù)投入，特別在5G和新技術領域，一直扮演著先鋒角色。本文篩選了2015年中興通訊在無線領域最為的關注十大熱點新技術，與業(yè)界廣大朋友共同交流。

 

 

未來5G應用已經聚焦到移動寬帶和物聯網，對廣覆蓋、高容量、低時延、海量連接提出更高需求，5G勢必需要引入新的多址接入方式。較之目前主流無線通信系統(tǒng)中的各種正交/準正交多址方案（TDMA/CDMA/OFDMA），中興通訊首推的新多址技術MUSA（Multi-User Shared Access）基于更先進的非正交多用戶信息理論。

 

MUSA上行接入通過創(chuàng)新設計的復數域多元碼以及基于串行干擾消除（SIC）的先進多用戶檢測，讓系統(tǒng)在相同時頻資源上支持數倍用戶數量的高可靠接入；并且可以簡化接入流程中的資源調度過程，因而可大為簡化海量接入的系統(tǒng)實現，縮短海量接入的接入時間，降低終端能耗。MUSA下行則通過創(chuàng)新的增強疊加編碼及疊加符號擴展技術，提供比主流正交多址更高容量的下行傳輸，并同樣能大為簡化終端的實現，降低終端能耗。

 

 

面對5G的核心需求，傳統(tǒng)鏈路自適應技術已經無法滿足，而新的編碼調制與鏈路自適應技術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、增加用戶的接入數目。中興通訊提出了軟鏈路自適應（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(Gbps high speed decoder，GHD)等。

 

軟鏈路自適應技術提高了信道預測和反饋方法的準確性，解決了開環(huán)鏈路自適應OLLA的周期較長、干擾突發(fā)對性能的影響，以及5G各種新場景對QoS的差異化需求（低延遲/超可靠/高吞吐量/高速移動）等問題。物理層包編碼技術可以有效解決大數據包與小編碼塊之間的矛盾。吉比特超高速譯碼器技術可以顯著地提高單用戶的速度，滿足5G支持超高速用戶數據速率的要求。

 

 

目前無線網絡流量已呈現爆炸式增長，提升無線網絡容量的方法主要包括：提升頻譜效率、提高網絡密度、增加系統(tǒng)帶寬、智能業(yè)務分流等。其中大規(guī)模天線陣列技術獲得越來越多的關注。

 

大規(guī)模天線陣列的基本特征，就是通過在基站側配置數量眾多的天線陣列（從幾十至幾千），獲得比傳統(tǒng)天線陣列（傳統(tǒng)天線陣列數不超過8個）更為精確的波束控制能力，然后通過空間復用技術，在相同的時頻資源上，同時服務更多用戶來提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率。大規(guī)模天線陣列可很好地抑制干擾，帶來巨大的小區(qū)內及小區(qū)間的干擾抑制增益，使得整個無線通信系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍進一步提高。

 

大規(guī)模天線陣列技術優(yōu)勢明顯，但如何在現實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、天線陣列設計、碼本設計等關鍵技術的研究，中興通訊在相關技術領域取得了一定優(yōu)勢，2014年11月中興通訊攜手中國移動，成功完成全球首個128天線Massive MIMO外場預商用測試。

 

 

目前無線通信6GHz以下頻譜已經十分擁擠，可用帶寬有限，而30GHz~300GHz有大量的可用頻譜，這些頻譜對無線通信極具吸引力。毫米波頻段相對于現有的蜂窩網載頻其傳輸損耗大。由于高頻波長短，單位面積上發(fā)送機和接收機可以配置更多的天線獲得更大的波束成形增益，來補償額外的路徑損耗。

 

采用高增益天線的基站，在獲得權值前，無法利用優(yōu)選波束覆蓋到接收端，終端測量不準，通信雙方不能以優(yōu)選波束權值進行數據通信。移動環(huán)境對準高增益的窄波束困難，若不實現最優(yōu)波束識別，終端無法完成小區(qū)駐留或勉強駐留小區(qū)但傳輸質量差，與5G網絡的高速率預期相悖。因此波束識別、跟蹤是高頻通信的關鍵問題。需在在高頻通信系統(tǒng)加入波束發(fā)現過程，使得基站和終端得以發(fā)現對方，利用優(yōu)選波束進行高數據量通信。

 

 

有線backhaul使密集部署的成本變得不可接受，而且會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)點的硬件成本。在有遮擋時，微波的信道質量將受到嚴重影響，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線傳輸技術和頻率資源，解決了有線backhaul及微波backhaul存在的問題。但Self-backhaul消耗了接入鏈路的可用資源，限制了網絡容量的進一步提高。因此，Self-backhaul容量增強是UDN的一個重要研究方向。

 

增強Self-backhaul容量的技術手段包括：利用多天線技術進一步擴展空域自由度；通過接收端協(xié)作增強接收能力；利用內容感知技術挖掘相同的服務請求，通過多播/廣播提高資源使用效率；backhaul鏈路與接入鏈路間動態(tài)資源分配。

 

 

小區(qū)虛擬化（Virtual Cell）是解決邊界效應的關鍵，其核心思想是“以用戶為中心”提供服務。虛擬小區(qū)由用戶周圍的多個接入節(jié)點組成，它就像影子一樣隨著用戶的移動及周圍環(huán)境的變化而快速的更新，使得無論用戶在什么位置都可以獲得穩(wěn)定的數據通信服務，達到一致的用戶體驗。

 

虛擬小區(qū)打破了以“蜂窩小區(qū)”為中心的傳統(tǒng)移動接入網理念，轉變?yōu)橥耆?ldquo;用戶為中心”的接入網絡。即每個接入網絡的用戶擁有一個跟用戶相關的“虛擬小區(qū)”，該小區(qū)由用戶周邊的幾個物理小區(qū)組成，物理小區(qū)之間彼此協(xié)作，共同服務于該用戶。當用戶在網絡中移動時，該虛擬小區(qū)包含的物理小區(qū)動態(tài)變化，但虛擬小區(qū)ID保持不變。因而在用戶移動過程中沒有切換發(fā)生，無論用戶身在何處，都能得到來自周邊多個物理小區(qū)的良好信號覆蓋和最佳的接入服務。虛擬小區(qū)是移動接入理念的一次革命，真正實現了從“用戶找網絡”到“網絡追用戶”的轉變。

 

 

據統(tǒng)計，歐洲14個國家的54家運營商中，具備1.8GHz和2.1GHz雙頻段的有45家，占比達到83%。大中型運營商基本上都擁有多個移動頻段牌照，運營商融合也大大加速了無線基礎設施共享進程，無線基礎設施正在逐步從寬帶向超寬帶方向發(fā)展。

 

2015年，支持多個頻段的超寬帶基站技術UBR（Ultra Broadband Radio）將會迎來快速發(fā)展機會。超寬帶基站技術突破了一個射頻通道僅支持一個頻段的限制，實現了雙頻段或多頻段同時工作的超寬帶處理能力，其核心技術包括：超寬帶收發(fā)信機技術、超寬帶功放技術、超寬帶DPD技術以及協(xié)同雙工技術等。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兩個頻段同時工作，且能實現雙頻段之間的功率共享。

 

 

胖基站（Fat NodeB）技術，實質是進一步實現了網絡扁平化，可以滿足更加復雜的應用場景，是一種可以實現與傳統(tǒng)基站混合組網的新型的網絡節(jié)點。

 

首先，胖基站集成了部分核心網控制面功能，顯著縮短終端接入信令過程，簡化了核心網功能，使得核心網只需專注于與無線制式無關的核心業(yè)務，更容易提供更多的個性化網絡服務。其次，胖基站集成了核心網的網關功能，終端的流量經過胖基站后直接進入PDN網絡，無需回傳到遠端核心網網關，減輕核心網用戶面轉發(fā)負荷，降低傳輸成本。此外，網關下移到基站也為內容本地化提供了便利。在胖基站上同址部署內容服務器，讓終端就近獲取內容，可以大大降低傳輸時延，提升用戶體驗。

 

中興通訊提出的胖基站解決方案，繼承和發(fā)揚了4G的扁平化思路，以用戶為中心，讓服務和網絡更加扁平，更加貼近終端用戶。

 

 

傳統(tǒng)電信網絡專用設備多，相比IT網絡建設費用更高、運維復雜、業(yè)務形式封閉，使運營商在“收”“支”兩端都面臨窘境。近幾年興起的網絡功能虛擬化（Network Function Virtualization，NFV）和（Software Defined Network，SDN）技術讓運營商看到了曙光。

 

NFV的技術基礎是虛擬化技術。虛擬化技術提供了將一套服務器的相關資源（如計算、存儲和網絡）虛擬化成多個不同虛機為不同的用戶使用的手段。在電信網絡中引入虛擬化技術，可以實現電信網絡硬件資源的共享，提升硬件資源的利用率，也為快速引入第三方新業(yè)務開啟了一道方便之門。電信網絡功能本身支持虛擬化后，與專用硬件設備解耦，使得電信網絡采用IT化、通用化硬件資源成為可能，有利于運營商降低硬件采購成本。

 

SDN技術源于IP網絡的路由控制，它通過將路由設備的控制和轉發(fā)相分離，將對網絡中大量路由器繁雜的路由配置工作轉化成通過控制器集中式配置并下發(fā)到轉發(fā)面執(zhí)行的方式，極大簡化了網絡路由維護工作。同時SDN還可以通過開放北向接口使第三方應用方便地控制網絡中的業(yè)務路由。在電信網絡中引入SDN技術，不但可以提升網絡部署的自動化能力，實現基于業(yè)務的靈活組件調度，同時，通過在移動網絡節(jié)點（如SAE GW）內部引入SDN化理念，還可以有效促進整個網絡的扁平化，提升報文轉發(fā)的效率。

 

 

作為面向5G的關鍵候選技術，設備到設備通信（Device-to-Device，D2D）具有潛在的提高系統(tǒng)性能、提升用戶體驗、擴展蜂窩通信應用的前景，受到業(yè)界廣泛關注。

 

D2D主要的應用場景包括以下幾方面。

 

　　● 社交應用：用戶通過D2D的發(fā)現和通信功能，可以尋找鄰近區(qū)域的感興趣用戶并進行數據傳輸、內容分享；

 

　　● 網絡流量卸載：鄰近用戶之間的蜂窩通信切換到D2D模式，節(jié)省空口資源、降低核心網傳輸壓力；

 

　　● 物聯網通信增強：在車聯網、海量用戶終端、智能家居等存在大量終端的場景中，終端以D2D形式接入到已接入網絡的特定終端，緩解巨量終端接入帶來的擁塞；

 

　　● 應急通信：當覆蓋出現盲區(qū)或因災害網絡損壞時，用戶設備通過D2D與位于覆蓋內的用戶設備建立連接，從而以D2D中繼的形式建立與網絡的連接。