5G新定義：華為5G網(wǎng)絡(luò )架構和新空口無(wú)線(xiàn)技術(shù)亮相MWC

　　在巴展現場(chǎng)的另一個(gè)展島，華為還展示了下一代的運營(yíng)支撐系統“Telco OS”。Telco OS是基于互聯(lián)網(wǎng)架構的開(kāi)放操作系統。對于運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，Telco OS是下一代的操作系統，將運營(yíng)商的所有資產(chǎn)(包括合作方的內容)整合成產(chǎn)品或解決方案提供給用戶(hù);對于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，Telco OS是渠道和定制化業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)平臺;對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，Telco OS是數字化的市場(chǎng)空間，用戶(hù)可通過(guò)Telco OS參與定制自己所需要的產(chǎn)品或解決方案。

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的架構就像一個(gè)龐大的組織，每個(gè)網(wǎng)元都是該組織中的一個(gè)成員。在4G網(wǎng)絡(luò )架構中，各個(gè)成員的功能都是嚴格定義的，其中基站只負責數據的傳輸和處理，核心網(wǎng)則負責數據的轉發(fā)和業(yè)務(wù)的控制。4G時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)種類(lèi)比較單一，每種業(yè)務(wù)的流程也是被定義好的，通過(guò)各成員之間的協(xié)同和按部就班的工作，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )可有效的完成任務(wù)。在5G時(shí)代，用戶(hù)和開(kāi)發(fā)者都可以參與到業(yè)務(wù)的定制過(guò)程中，因此除協(xié)議定義的業(yè)務(wù)種類(lèi)之外，還會(huì )有各種定制化和個(gè)性化的業(yè)務(wù)。固定的組織架構會(huì )因過(guò)于僵化而無(wú)法滿(mǎn)足千差萬(wàn)別的業(yè)務(wù)需求。

　　以車(chē)聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)為例，如果基于4G網(wǎng)絡(luò )架構，自動(dòng)駕駛的車(chē)輛狀態(tài)和周邊環(huán)境信息需通過(guò)基站傳遞到核心網(wǎng)，然后通過(guò)中央控制器向車(chē)輛發(fā)送行駛指令，這其中需要經(jīng)過(guò)城域網(wǎng)和傳輸網(wǎng)，端到端的時(shí)延超過(guò)1秒，在車(chē)輛收到剎車(chē)指令時(shí)，事故可能已經(jīng)發(fā)生了。

　　因此，5G的網(wǎng)絡(luò )架構需要更加靈活，根據業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，來(lái)定義每個(gè)網(wǎng)元的功能，控制權可下放給每一個(gè)層次的網(wǎng)元。還是以車(chē)聯(lián)網(wǎng)為例，在5G網(wǎng)絡(luò )中，為了滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛汽車(chē)對超短時(shí)延的需求，基站將集數據傳輸、處理、轉發(fā)和業(yè)務(wù)控制于一身，車(chē)輛的狀態(tài)信息和行駛指令都集中到基站進(jìn)行處理，并形成閉環(huán)，將時(shí)延縮短到低于1ms，使車(chē)輛能及時(shí)接收到指令并做出相對應的操作。

　　但基站集成的功能太多，對基站資源的消耗會(huì )很大，而且并非所有業(yè)務(wù)都有超短時(shí)延的需求。如智能傳感器就只需定期將收集到的狀態(tài)數據進(jìn)行上傳，該種應用對網(wǎng)絡(luò )帶寬和傳輸時(shí)延的要求都不高。在這種情況下，基站只需要負責數據傳輸和轉發(fā)，數據將被直接傳送到中央控制器進(jìn)行集中處理，這樣可有效降低基站的負荷，以連接更多的傳感器，并將寶貴的資源分配給其他的業(yè)務(wù)。

　　未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò )架構將集連接管理、移動(dòng)性管理、安全性管理和路由管理于一體，以業(yè)務(wù)為中心，以用戶(hù)為中心，支撐海量垂直行業(yè)應用。同時(shí)5G網(wǎng)絡(luò )應該是一個(gè)機動(dòng)性更強的組織，這個(gè)組織中每一個(gè)成員的角色不是固定的，即使是最普通的員工，在業(yè)務(wù)需要時(shí)也可以被授權成為擁有最高權力的領(lǐng)導人，當即立斷做出正確的決策，而無(wú)需層層匯報和審批。只有這樣更加扁平化的組織架構，才能最高效的完成千奇百怪任務(wù)，才能幫助運營(yíng)商完成從單純的管道運營(yíng)向業(yè)務(wù)運營(yíng)的蛻變。

　　同樣的道理也適用于空口側?？湛诰拖褚粭l空中的管道，連接著(zhù)終端和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。在4G網(wǎng)絡(luò )的空口技術(shù)中(OFDM，OFDMA和半雙工FDD/TDD)，波形和多址技術(shù)等都是固定不變的，這也就意味著(zhù)管道中傳輸的時(shí)頻資源塊大小和每個(gè)資源塊中承載的用戶(hù)數量都是固定的。這就像是一條高速公路，只允許寬2米，高4米的車(chē)通過(guò)，且每個(gè)車(chē)上只能承載4個(gè)不同用戶(hù)的貨物。如果某項業(yè)務(wù)需要更大塊的貨物，只能對貨物進(jìn)行切割以適配車(chē)的大小;當某些用戶(hù)需要承載的業(yè)務(wù)模塊很小時(shí)，一輛車(chē)也不能承載超過(guò)4個(gè)用戶(hù)的貨物，否則到達目的地后每個(gè)用戶(hù)將不能區分哪一塊是自己的貨物，即每個(gè)用戶(hù)的終端將無(wú)法解調出自己所需要的數據。另外，由于4G是半雙工模式(FDD或TDD)，所以4G的高速公路是單向的，在FDD模式下同一條路上的車(chē)只能向同一方向行駛，在TDD模式上同一條路上的車(chē)在同一時(shí)間上也只能向著(zhù)相同的方向行駛，這就造成了部分資源的浪費。因此現有的空口技術(shù)無(wú)法達到頻譜資源的最大化利用，同時(shí)也無(wú)法更好的適應不同的業(yè)務(wù)需求。

　　5G如果要達到對移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體驗的突破性進(jìn)展，并支持物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，需要在空口技術(shù)上突破4G空口的這些限制。華為本次展示的空口技術(shù)集包括了新的波形Filtered-OFDM，新的多址方式SCMA，新的信道編碼Polar Code及全雙工模式等。這些新的空口技術(shù)在提升頻譜效率的同時(shí)能更靈活的適配業(yè)務(wù)對空口傳輸的需求。應用Filtered-OFDM技術(shù)，使過(guò)空口波形可動(dòng)態(tài)調整，即高速公路是可變的，如果用戶(hù)需承載的貨物體積很大，就用更大的車(chē)來(lái)運輸，高速公路可根據車(chē)的寬度和高度對自身進(jìn)行相應的調整，以達到最大的車(chē)輛通行速度。而SCMA技術(shù)則是通過(guò)給貨物增加編碼的方式，使每輛車(chē)承載的用戶(hù)數達到了6個(gè)，等貨物到達時(shí)，用戶(hù)(終端)可根據分配給自己的編碼來(lái)領(lǐng)取貨物。Polar Code的應用保證了貨物在運輸途中道路的安全性和可靠性，使每一車(chē)的貨物都能順利到達，減少了誤碼率。而在全雙工模式下同一條高速公路在同一時(shí)間可以有不同方向的車(chē)在行駛，大大提高了資源的利用效率。

　　簡(jiǎn)單對比，就是在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，4G空口高速公路上只能有寬和高都一樣，行駛方向也一樣的汽車(chē)，而每個(gè)車(chē)上只能運載4個(gè)用戶(hù)的貨物，并且偶爾公路上還會(huì )出現點(diǎn)小事故，致使貨物丟失，需要再重新發(fā)貨。而5G空口高速公路上跑的車(chē)在長(cháng)和高上可以千差萬(wàn)別，車(chē)輛可相向行駛，每個(gè)車(chē)上最多可以承載6個(gè)用戶(hù)的貨物，并且事故發(fā)生率非常低，每件貨物都能快速及時(shí)的運到用戶(hù)手中。

　　根據華為的外場(chǎng)測試結果，5G新空口技術(shù)集的應用，可使無(wú)線(xiàn)頻譜效率提升300%以上，同時(shí)也能更好的滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)對時(shí)頻資源塊的大小和傳輸信道安全性的要求。

　　2015年巴展，5G成為炙手可熱的話(huà)題，隨著(zhù)關(guān)注度的增加，用戶(hù)及各行業(yè)對5G的需求也將逐步清晰。華為在5G的研發(fā)上一直處于行業(yè)領(lǐng)先的位置，從2012年第一款5G基站樣機，到2014年第一個(gè)100Gbps基站樣機，再到今年第一個(gè)將5G的網(wǎng)絡(luò )架構和空口技術(shù)進(jìn)行清晰描述。華為將從滿(mǎn)足用戶(hù)需求和支撐運營(yíng)商發(fā)展的角度出發(fā)，從新的網(wǎng)絡(luò )架構、新的空口技術(shù)和新的運營(yíng)系統三個(gè)方向上加大對5G的投入和研究，并與產(chǎn)業(yè)伙伴一起定義全球統一的5G標準，為2020年5G商用做好準備。