4G/5G融合演进之路

       2010年，全球LTE商用网络开始部署，LTE网络的全球成功商用，有效支撑了移动宽带业务的飞速发展。当前，移动互联网和物联网又进入了一个新的发展阶段，面向未来，需要满足数据流量的千倍增长、千亿级的设备连接和更多样化的业务需求，为此，3GPP定义5G新空口，从eMBB（增强移动宽带）、mMTC（大连接物联网）和URLLC（低时延高可靠通信）三个大的应用类型方面，做进一步的技术增强。

　　为了适应新业务发展的要求，全球已有的LTE/LTE-A网络，也在不断增强和演进。这些增强和演进的技术，部分与3GPP 5G标准研究的技术方向基本相同，通过这些技术的部署和4G/5G融合技术的增强，可以实现当前网络向下一代网络的平滑演进。

　　在网络演进的道路上，根据终端发展和兼容性角度来看，可以划分为两个阶段：第一阶段定义为Pre5G阶段，是在兼容当前LTE技术终端的基础上，引入3GPP R12/R13/R14的新技术，实现网络容量/用户速率的进一步提升和承载业务的进一步多样化；第二阶段是4G/5G网络融合阶段，网络演进是在终端支持3GPP R15 NR新空口和多连接技术的基础上，通过LTE和NR之间的融合组网和互操作，在有需求的场景全面引入5G空口新技术，实现融合网络覆盖的连续性和对用户网络感知的进一步增强，以及承载业务的极大丰富。

第一阶段：引入新技术

　　第一阶段引入的新技术包括Massive MIMO、LAA/eLAA技术、IoT技术等。

　　●　Massive MIMO多天线阵列技术

　　在RRU/AAU/天面引入更多的天线阵列，通过波束赋型，实现多流，进一步提升频谱效率，扩大网络容量，增加网络覆盖深度。由于5G NR同样将Massive MIMO作为核心技术，在当前阶段部署的Pre5G Massive MIMO基站，其天面设备可以平滑演进到5G NR，无需任何改造。对运营商来说，在5G NR终端还不能商用的现阶段，部署Massive MIMO网络既可以提升LTE网络的竞争力，又能保证以最快速度/最低成本实现网络到5G网络的演进，助力运营商在5G时代保持网络的先进性和竞争力。

　　●　LAA/eLAA技术

　　ITU为5G NR分配了大量新的频谱资源，这些频谱资源主要集中在6GHz~90GHz频率范围内。LTE要实现更大的网络容量演进，需要充分挖掘已有的频谱资源潜力。基于非授权频谱和载波聚合的LAA（授权辅助接入）/eLAA技术，就能够充分利用已有的频谱资源，在高容量密度区域快速实现容量提升。

　　LAA技术通过DFS、LBT、TPC技术，实现非授权频段的干扰规避和快速调度，既能保证不同制式之间公平竞争，又能保证冲突发生时的无线传输效率。通过eLAA技术，还能实现在非授权频段的上行传输，解决部分网络的上行资源受限问题。

　　通过Massive MIMO、LAA等技术的部署，可以将单UE的峰值速率提升到1Gbps级别，网络可支持高带宽的新型业务的部署，助力运营商探索新模式和新应用。

　　●　IoT技术

　　物联网对覆盖深度提出了更高的要求，因此建议广域移动物联网首选覆盖好的低频段。eMTC技术，可与现网已有的LTE载波In Band组网，在已有的LTE载波中，动态分配出N×1.4MHz的无线资源，作为eMTC的承载；由于eMTC与LTE是共享频率资源，考虑到部分IoT业务对通信实时性的要求不高，系统可将这些IoT业务发生的时间调整到网络空闲时段，可以在现网LTE用户感知无影响的情况下，增加对IoT业务的承载能力，实现LTE网络、pre5G网络的价值挖掘和高效应用。

第二阶段：4G/5G融合的网络

　　5G NR标准第一个版本将在2018年完成，随着5G NR标准的冻结，5G NR的商用终端将出现。5G NR主流芯片厂商支持LTE/NR之间的多连接技术，这种技术可以用来满足用户网络无缝覆盖和业务体验增强的多种要求。

　　5G网络开始应用阶段，网络中将长时间共存LTE终端和NR终端，网络初期绝大比例的是LTE终端，以及少量的NR终端；5G网络在局部需求区域开始部署，4G/5G融合部署的组网方式最能满足用户网络体验。

　　在这个阶段，对于Massive MIMO的基站设备，可以逐步重耕到5G NR，在网络初期，适应终端用户的分布比例，可以将部分LTE的频率资源的重耕到NR，后续随着终端用户分布比例的变化，可逐步将更多的频率资源重耕。

　　4G基站可以叠加5G NR基站，实现4G/5G融合组网。融合组网可以采用3GPP定义的“Non-Standalone/LTE assisted,EPC connected”模式（即模式3，见图1）或“Non-Standalone/LTE assisted,EPC connected”模式（即模式3a，见图2）。这两种模式的差别在模式3中4G/5G的PDCP在核心网层面融合，模式3a中4G/5G的PDCP在基站层面融合。

　　这种组网方式下，4G/5G融合网络的控制面锚点在LTE网络，确保4G/5G多模终端业务的连续覆盖，同时可以在5G部署区域实行增强的业务体验。

　　在4G/5G融合网络中，还可以引入用户面/控制面分离的组网技术，通过将4G/5G融合多模业务的用户面流量分流到NR网络，通过SCG Split bearer技术，减少对LTE现网基站设备和配套传输的改造（即模式3+，见图3）。

　　4G/5G融合RAN的CU（集中式单元/）/DU（分布式单元）切分，与业务的应用场景相关，需要考虑性能需求、Fronthaul条件、建设成本，以及业界芯片状况，CU与DU在RLC层与PDCP层作为分离点比较合适。即PDCP层及以上放在CU部分，RLC及以下放在DU部分。

　　虚拟化主要针对CU部分，采用通用服务器平台（General Purpose Processor）实现，DU部分从性价比考虑，采用专用硬件平台（Special Purpose Processor）实现。CU、DU的部署位置可以根据业务场景要求，通过网络切片等软件技术，灵活部署。

　　中兴通讯倡导的Pre5G技术，已经被业界广泛接受，并开始在全球部署。在Pre5G技术基础上，中兴通讯也为4G/5G网络的深度融合做好准备，助合作伙伴实现网络从移动互联到万物互联的演进。