5G网络演进及关键技术概述

李 慧

（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510623）

5G作为第五代移动通信网络技术，将成为数字经济发展和行业转型升级的新引擎。5G网络高清直播、VR视频看两会、4K高清信号实时回传……在今年的全国两会上，5G无疑是一个大热点。随着2019年5G预商用的时间议程日益临近，各大运营商纷纷布局5G网络，抢滩应用市场。4G改变生活，5G改变社会，5G将会对人类产生重要影响并改变整个世界。

1 5G标准演进及频谱分配

5G标准分为两个阶段，R15主要聚焦eMBB（含WTTx），R16满足所有场景（eMBB/uRLLC/eMTC/NB-IoT）2018年6月14日，R15标准已经冻结，奠定了商用基础，5G全球统一标准成为事实，Polar码、 F-OFDM波形、上下行解耦、短时延接入、以用户为中心的网络架构等基础创新技术已被3GPP采纳。

频谱方面，GSMA报告，全球共25张B41（2500MHz-2690MHz）商用网络和24张B38（2570MHz-2620MHz）网络。中美日印 四大国按照 B41 全TDD模式分配，中国移动明确采用2.6GHz部署5G。18年12月6日，中国发布5G中低频段试验频率使用许可。

2 5G关键技术

2.1 多天线Massive-MIMO技术

5G天线配置Massive-MIMO指的是大规模天线阵列的多天线形态，Massive-MIMO可以实现三维波束赋型和多用户用户资源服用，提升覆盖能力和系统容量的大规模天线阵列方案。5G天线配置中64T64R为主力配置，多天线Massive-MIMO技术有三大优点，一是天线越多，同向叠加，接收信号强度越高，阵列增益越大；二是天线越多，波束越窄，干扰更小，且通过协同，干扰可控，实现更高的干扰抑制增益；三是线越多，波束越窄，相关性低的流数越多，空分复用增益越大。64TRX天线配置下的单用户平均吞吐率比8TRX天线配置下的单用户平均吞吐率提升45%左右。

2.2 NSA/SA融合架构

5G网络主流组网模式分为 NSA（Non-Standalone非独立组网）和SA（Standalone独立组网）两种。5G New Core部署前，通过Option 3x提前部署NR，引入5G New Core后 5G建设初期，从覆盖和业务连续性考虑，CPE等移动性要求低的终端更适合SA，移动性较强的Smartphone可以继续使用NSA，SA/NSA可以共存。引入5G New Core也可以直接部署SA。

5G网络有三大应用场景，分别有 eMBB（Enhanced Mobile Broadband），指能够实现Gbps移动宽带数据接入如3D/超高清视频、云工作、云娱乐等等大流量移动宽带业务；uRLLC（Ultrareliable and low latency communication）场景，指如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务；mMTC（Massive machine type communication）场景，指智慧家庭、智慧城市等大规模物联网业务；

NSA组网可满足eMBB/uRLLC业务发展，目前eMBB可率先进行商业部署，而uRLLC应用目前仍在探索中，预计在2022年后才会逐步成熟。SA组网可满足这三种业务场景，待独立建网后应用。

2.3 语音方案VOLTE/VoNR

在建网初期，VOLTE主力承载5G的语音，在NSA组网架构中，直接利用VOLTE来承载语音，对于不支持VOLTE的则重定向到LTE，然后CSFB回到2G；在SA组网架构中，EPS FB切换回落到4G，进行VOLTE语音，不支持VoLTE：重定向回LTE，然后再CSFB回到2/3G，未来SA组网将支持VoNR 5G语音。

2.4 组网结构CU/DU独立部署

目前，5G RAN架构考虑采用中央单元（CU）和分布单元（DU）独立部署的方式，以更好地满足各场景和应用的需求。分离部署主要带来三方面的价值，其一是云化灵活弹性架构可以按需部署实现业务差异化以及COTS通用化可弹性扩展；其二是多制式多层的网络融合可以减少数据迂回并能使站点间协同；其三是开放网络能力有第三方新业务快速引入，带来能力开发和运维敏捷。

CU/DU独立部署也存在着CU集中后对可靠性要求更高、CU集中后新业务部署、CU云化协同效益、机房及DC 部署Ready等多方面的挑战。

3 结束语

全球来看，5G商用提速，产业链基本成熟。国内 5G “全面落地”已进入倒计时，按照三大通讯运营商给出的时间表，2019年将进入5G预商用阶段，2020年将正式商用。届时5G网络将提供20倍于LTE的小区容量、10倍的用户体验、10分之1的空口时延的网络能力来满足eMBB/mMTC/uRLLC三大重要应用场景的需求，改变生活，改变社会。