谋后LTE时代中兴Pre5G:提前变现5G技术红利

4G在全球的规模发展如火如荼，5G的研究也逐渐升温。

多数通信企业以争夺标准话语权为主要出发点，而中兴通讯则聚焦移动运营商今后3至5年内的核心诉求，从务实的商业理念出发，探索将部分未来5G技术提前商用的可能性，尝试将单纯的理论研究转化为可以服务LTE网络的产品与方案，这样既体现享受到了5G的技术红利，也有利于网络向5G平滑演进。

Pre5G商业理念

中兴通讯是5G全球标准研究活动的主要贡献者与参与者。作为中国IMT-2020（5G）推进组的核心成员，中兴通讯牵头负责超过30%的5G课题研究任务，如面向IEEE的5G技术研究、5G的网络架构研究、5G物理层突破性技术研究等。

2014年，中兴通讯投入2亿元用于5G领域的研究和开发， 共有分布在全球十几个研究所的800多位专家对5G开展研发。涉及的关键核心技术涵盖网络架构设计、多天线技术、高频通信、IOT物联网融合、新业务（如D2D、M2X、URC等）等多个方面，尤其在massive MIMO、Virtual Cell、SLA软链路及MUSA多址接入方面都已形成了独特的标签技术。

手握众多技术资本，如何用来服务当下，在5G竞争中获取先发优势？中兴通讯于2014年6月率先提出了Pre5G的理念，引起移动通信业界热议。

Pre5G利用部分已具备商用条件的5G准核心技术，为商用LTE终端用户提供接近5G的接入体验，而且商用时间提前到2015年，可利用运营商现有的站点和频谱资源，成倍地提升在网用户的接入速率以及网络的整体容量，在5G标准化之前有效缓解数据流量剧增的挑战，可以帮助运营商抢占市场，获得更广阔的业务发展空间。

据中兴通讯无线CTO向际鹰介绍，根据Pre5G的技术特征，可以较为清楚地定义Pre5G和4G+、5G之间的区别。Pre5G的性能明显超出4G+标准的定义，但又不依赖于5G的标准定义，仅基于标准的4G即可实现。因此，即使标准中不出现Pre5G的阶段，也会在实现过程中出现一个介于4G+和5G之间的Pre5G阶段。

而中兴通讯的Pre5G恰恰瞄准的就是这个阶段，可谓4G之后，5G之前的后LTE时代。

准5G核心技术

中兴通讯Pre5G从提出伊始，以大规模天线阵列（Massive MIMO）技术为切入，后续加入Pre5G超密网（Ultra Dense Network）和多用户共享接入（Multi-User Shared Access）等技术，Pre5G概念日趋完善。

以上提到的三种技术都是业内认可度非常高的准5G核心技术，它们分别针对运营商在今后几年可能碰到的3大问题：有限的频谱资源与MBB和物联网飞速发展的矛盾，人群密集场景下的容量提升和小区干扰问题，以及物联网海量接入引发的网络拥塞问题。

Massive MIMO是利用多天线空分复用成倍地提升频谱效率的技术，可以增强网络覆盖和系统容量。中兴通讯Massive MIMO使用的天线数量超过100个，高出传统基站一个数量级，因而可以在系统和终端之间传输更多独立的数据流，从而成倍地提升频谱效率。仿真表明，128天线（64个独立通道）的Massive MIMO基站，其吞吐率可达到TD-LTE 8天线基站的4-6倍，能够帮助运营商最大限度地利用已有站址和频谱资源，满足高速增长的数据业务需求。

中兴通讯采用创新的技术方案，使得商用的4G终端可以在Massive MIMO基站下使用，使用户在不换终端，不等待新的空口标准的情况下，提前体验到接近5G的性能。基站系统的总体容量提升后，在多用户同时接入的典型应用场景下，每个用户的平均速率均有4-6倍的提升，即使现阶段商用的4G终端无法支持更高的峰值速率，Massive MIMO基站也可以通过多用户MIMO的方式显著提升系统的整体容量。

此外，大规模的天线阵列可以实现精确的立体波束赋型和动态用户追踪，从而显著提升网络覆盖并降低对周边基站的干扰，可广泛应用于各种复杂的无线环境中。

虽然Massive MIMO在提升频谱效率方面成效显著，但仅靠Massive MIMO技术还不足以满足指数增长的数据带宽需求。超密网Ultra Dense Network通过更为密集的小区组网（站间距只有几十米）来进一步提升局部区域的流量密度。

小区密度增加势必会引入严重的干扰问题，Pre5G UDN充分利用中兴通讯成熟的Pico RRU硬件平台和Cloud Radio软件云协同技术，并辅以自适应定向覆盖、小区智能开启/关闭、 智能功率控制等技术，可高效解决密集组网场景下的干扰问题，使运营商能够将基站部署得更为密集，从而获取更高的系统容量。

除了上述两种技术外，MUSA是Pre5G中运用的另一种关键技术，它是一种创新的多址接入技术，可突破正交技术的资源限制，允许更多的用户接入。

回顾以往，3G CDMA利用了码域的正交性，4G OFDM利用了子载波的正交性有效规避了多用户之间的干扰问题，但系统接入容量同时受到正交码资源的制约。多用户共享接入技术MUSA充分利用了远、近用户的发射功率差异，在发射端使用非正交复数扩频序列对数据进行调制，并在接收端使用连续干扰消除算法滤除干扰，恢复每个用户的数据。

多用户共享接入允许多个用户复用相同的空口自由度，因而可显著提升系统的资源复用能力。另外，由于无需保证用户之间的正交性，多用户共享接入方案无需空口的调度处理机制，非常适用于高密度、大容量的移动接入场景。理论仿真表明，中兴通讯设计的MUSA算法可以将无线接入网络的过载能力提升到300%以上，从而更好地满足5G时代万物互联的需求。

今年有望预商用

在Pre5G的验证试验准备方面，中兴通讯已经取得一系列阶段性成果，进展业界领先，有望在2015年实现小规模预商用。

2014年11月，中兴通讯联合中国移动在深圳完成了全球首个TD-LTE Massive MIMO基站的预商用测试。该测试由中国移动研究院发起和组织，采用中兴通讯最新研制的64端口128天线Massive MIMO的基带射频一体化室外型基站，测试结果超出中国移动研究院的预期。

值得一提的是，中兴通讯的Massive MIMO从设计之初就面向商用考虑，在体积、重量、成本、工程化、安装等方面作了很多周密设计。预商用Massive MIMO产品成功做到一个模块内部集成128天线，但整机迎风面积与普通8天线接近，彰显了中兴通讯在5G领域强大的研发和商用能力。

向际鹰表示：“3D/Massive MIMO天线数接近甚至超过100根，高出传统基站一个数量级，听起来非常遥远，但中兴通讯通过一系列创新，把看似遥远的5G技术拉近到4G时代。大家普遍担心尺寸，但通过测试表明尺寸与8天线相当。中兴通讯提出的Pre5G理念和大量技术创新，可以使4G终端提前体验到3D/Massive MIMO带来基于5G技术的业务体验。”

进入2015年，中兴通讯推进Pre5G的步伐进一步加快。于2015年1月，携手中国移动完成全球首个Pre5G Massive MIMO基站的多用户多流外场预商用测试。中兴通讯通过运用Pre5G的多用户多流空分复用技术，基于商用4G终端，创造了频谱效率和单载波容量的新纪录，实测峰值达传统基站的3倍以上，平均值预计在5倍以上。

中国移动研究院副院长黄宇红表示：“中兴通讯完成了3D/Massive MIMO预商用外场测试，测试结果令人振奋，无论进度还是结果都超过了我们的预期，加快了技术商用验证的步伐，深层次地挖掘了TDD网络的技术优势，中国移动将继续与中兴通讯进一步加强3D/Massive MIMO及其他5G技术方面的合作。”

2015年3月，中兴通讯在MWC上了业界第一款可商用的Pre5G Massive MIMO基站产品，并进行了单载波频谱下超过400Mbps吞吐量的动态业务展示，该产品采用中兴通讯自主研发的基带处理SOC芯片并充分考虑可商用性和工程安装便利性，将基带、射频、天线统一集成，具有集成度高、体积小的优势。GTI也因此授予该产品2014年度GTI“创新解决方案与应用大奖”，以表彰中兴通讯Pre5G Massive MIMO产品与解决方案在商用部署进程上取得的成就。

近日，中兴通讯5G关键技术研究又取得了新进展，其自主创新研发提出的超密网UDN、多用户共享接入Multi-User Shared Access等核心技术经过论证，亦有望在Pre5G阶段得以应用。

当被德国电信列入首批5G创新实验室合作伙伴名单时，中兴通讯CEO史立荣表示：“中兴通讯是推动5G技术和标准的主要创新者之一。未来中兴通讯将持续加大开展5G关键技术预研及专利布局，以进一步增强在下一代技术变革前的知识产权核心竞争力。中兴通讯由衷希望通过技术创新和不断努力与5G创新实验室合作伙伴一起，为全球5G技术和标准做出贡献。中兴通讯在5G领域持续创新，走在5G发展的前列，并将在欧洲等地与全球领先的高端运营商进行深入合作。”