未来移动通信论坛-5G-白皮书

摘要5G致力于应对2020后多样化差异化业务的巨大挑战，满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标。FuTURE论坛5G特别兴趣组（SIG）围绕着“柔性、绿色、极速”的5G愿景，以“5+2”技术理念，重新思考5G网络的设计原则：1)2)3)4)5)6)7)香农理论再思考（RethinkShannon）：为无线通信系统开启绿色之旅蜂窝再思考（RethinkRing&Young）：蜂窝不再（nomorecell）信令控制再思考（Rethinksignaling&control）：让网络更智能天线再思考（Rethinkantennas）：通过SmarTIle让基站隐形频谱空口再思考（Rethinkspectrum&airinterface）：让无线信号“量体裁衣”，以及前传再思考（Rethinkingfronthaul）：通过下一代前传接口（NGFI）实现柔性无线接入网（RAN）协议栈再思考（Rethinkingtheprotocolstack）：实现差异化接入点灵活配置以及BBU和远端无线系统功能优化围绕上述理念，FuTURE论坛5GSIG在5G网络架构、RAN和空口研发方面的取得了显著进展，本白皮书对相关成果做出总结，特别介绍了用户中心网络（UCN）和软件定义空口（SDAI）两个核心概念。UCN架构有如下四个特征：••••RAN重构：为充分利用多样化的接入技术组合、提升组网效率，传统的蜂窝边界将允许动态重构调整、传统的协议栈以及基带功能将被切分并以最优的方式分布在重构的RAN网络节点和相关子系统上；边缘提升：以支持超低的端到终端延迟（低至1ms），高效的数据分流、分发、本地移动性、各种边缘业务（包括RAN上下文开放使能的跨层优化），以及移动边缘云；CN-RAN再划分：以支持融合多制式技术、低的端到端延迟（不超过10ms），并充分利用控制转发分离（SDN）和软硬件解耦（NFV）的优点；网络切片即服务：支持通过SDN/NFV实现多个垂直子平台，并能够通过一种更强大的水平平台实现多个垂直子平台的融合；对于有效地满足“互联网+”的挑战和机遇，具有重要意义。SDN,NFV,C-RAN,NGFI,UDN,Multi-RAT/RIT,D2D和灵活网络切片是UCN核心技术。大数据分析也是UCN动态特性不可缺少的部分。2未来移动通信论坛5G白皮书与以前的空口制式不同，SDAI不是单一的基于参数化AMC的空口，也不是针对不同用户场景而独立设计的多个空口的简单合集。相反，SDAI通过物理层不同功能模块的可配组合来满足多样化需求。这些功能模块包括帧结构、双工模式、波形、多址方案、调制编码和多天线空域处理方案以及频谱策略等。SDAI通过优化的定制能力满足增强移动宽带（eMBB）、低功耗大连接（mMTC）和低时延高可靠（uMTC）三类典型场景需求，具备如下两个鲜明特性：1)敏捷：SDAI通过可编程可配置功能，实现空口技术灵活构造及针对用户和业务模式的参数裁剪能力。2)高效：SDAI尽力构建统一的构架，最大化共性功能，最小化满足定制需求的特殊能力，支持不同场景和接入技术，同时在保持最小化特殊功能情况下，提供特殊定制化服务。统一自适应帧结构、灵活双工、灵活多址、灵活波形、大规模天线、新型调制编码以及灵活频谱使用目前被认为是SDAI的关键使能技术，而协议栈重构对SDAI同样不可缺少。5G将与4G演进技术以及其他无线接入技术（包括WALN演进）在长时期内紧密共存。4G在6GHz频段以下的增强可以满足5G部分场景需求，而5G工作频段包括高频与低频，满足所有场景需求。在频谱策略方面，低频段重点仍是覆盖与移动性增强，2.6GHz，3.5GHz和其他6GHz以下频段可针对容量需求设计。同时，6GHz以上频段可用来支持更高带宽业务。安全技术和智能终端技术对5G而言同样重要。本白皮书（版本v2.0）将与7个专题技术白皮书（版本v2.0a到v2.0g）共同发布，这7个专题白皮书分别是《大规模天线技术》、《双工技术》、《高频段通信技术》、《新型多址技术》、《超密集网络技术》、《5G物理层安全技术》和《5G测试测量技术》。3GPP已经启动了5G标准化工作并计划在2019年左右结束。本白皮书以及7个相关专题技术白皮书将为5G设计提供参考，并推动5G标准化。我们期待着“柔性、绿色、极速”的5G网络在2020部署，带来“万物互联”的新时代。未来移动通信论坛5G白皮书目录摘要...........................................................................................................................................................................11.2.2.12.22.32.43.3.1引言....................................................................................................................................................................55G总体目标与框架...........................................................................................................................................55G总体需求...................................................................................................................................................5设计框架.........................................................................................................................................................8频谱策略.........................................................................................................................................................9测试需求........................................................................................................................................................11用户中心网络UCN...........................................................................................................................................12UCN总体目标...............................................................................................................................................123.1.1.3.1.2.端到端总体架构与目标.....................................................................................................................12无线接入网总体目标.........................................................................................................................133.2无线接入网框架............................................................................................................................................143.2.1.3.2.2.3.2.3.3.2.4.无线接入网重构.................................................................................................................................15增强边缘............................................................................................................................................16核心网与接入网重分.........................................................................................................................17网络切片即服务.................................................................................................................................183.3关键使能技术................................................................................................................................................183.3.1.3.3.2.3.3.3.3.3.4.3.3.5.3.3.6.3.3.7.3.3.8.UDN...................................................................................................................................................18C-RAN/NGFI.......................................................................................................................................20SDN/NFV............................................................................................................................................21灵活的网络切片...........................................