大唐电信集团陈山枝：发展5G的分析与建议

由于智能终端和应用的普及, 使得移动数据业务的需求越来越大, 内容越来越多。为了加快网络访问速度, 需要将内容存储和分发能力下沉到无线接入网中，基于对用户的感知，按需智能推送内容，提升用户体验。因此，在无线网络中采用内容分发网络(content delivery network，CDN) 技术成为自然的选择，即无线基站增加计算与存储能力，构成了分布式CDN，就是移动边缘内容与计算(MECC)。MECC还可以开放实时的无线网络信息，为移动用户提供个性化、上下文相关的体验。MECC适合应用于新兴的智能应用，如增强现实、移动办公、智能家居、物联网和移动游戏等。

在移动社交网络中，通常流行内容会得到在较近距离范围内的大量移动用户的共同关注。同时，由于技术进步，移动设备成为可以提供剩余能力(计算、存储和上下文等)的“资源”，可以是云的一部分，即形成池化的虚拟资源，从而构成移动设备云。

4.4、安全可信的网络空间

5G提供数据、连接和基于场景的服务，人、物与网络高度融合的场景化时代即将来临。现实空间与网络空间交织发展，安全成为支撑5G健康发展的关键要素。

面向信息消费、工业生产、互联网金融、教育医疗、智能交通和公共管理等典型应用场景，5G网络需要提供安全可靠的网络通信和服务平台，并能够保护用户隐私，同时支持国家和社会维护网络空间秩序。在传统接入安全、传输安全的基础上，5G需要实现网络空间与现实空间的有效映射，提供满足不同应用场景的多级别安全保证，网络实体自身具备安全免疫能力，构建安全可信的网络空间。

大唐电信发布的5G网络安全白皮书分析了未来5G移动宽带系统的一些典型应用场景，站在用户、网络和服务平台提供者、社会和政府的不同角度分析了5G的安全需求;提出了5G网络安全的3个核心要素：身份可信、网络可信和实体可信，并对主要的安全技术方向进行了研讨。

5、TDD在5G中的优势和角色

从5G自身特点来看，TDD相比FDD更有优势。主要原因如下:

• TDD可以利用上行信道以及下行信道的互易性、低复杂度和低成本获取复杂无线环境下的信道信息，更好地支持大规模多天线、超密集组网等应用。
• 5G系统在频谱上需要更大的带宽，并向更高频段拓展，比如6 GHz及以上，TDD使用非成对的单一频谱，更容易获得大带宽的新频段或空闲频段。因此，TDD更易于实现高频段通信、灵活频谱共享等应用。
• TDD更易于实时且灵活地调整上行以及下行带宽的比例配置，更好地匹配大量下载或上传的业务突发情况，提升系统效率。

可以预期，面向5G，TDD制式将获得全球移动通信业界更多的关注、研究以及商用。下面介绍TD-LTE向5G演进的TDD+技术及5G中TDD优势技术。

5.1、TDD+：向5G演进的TDD系列增强技术

3GPP在2016年初启动5G研究，计划将R14和R15当作5G的基础版本，R16作为5G的正式版本。关于5G，参与3GPP的各公司的共识是“5G=LTE演进+新空口”，其中，LTE演进主要在低频段，新空口同时包括低频段和高频段。

考虑到5G商用还有5年，为了实现TD-LTE网络在满足5G商用之前的更多需求(如提升容量和连接数、降低时延等)，TD-LTE全球联盟(GTI)提出了TDD+的概念，系列TDD增强技术包括：TDD-FDD载波聚合、动态TDD、全维度 MIMO、三维(3D)波束成形、LTE-Hi和机器类通信(machine type commuication，MTC)，GTI将TDD+看成是TD-LTE向5G平滑演进的桥梁。与此相关的5G中TDD优势技术包括大规模多天线、超密集组网、高频段通信、灵活频谱共享和低时延高可靠等，如图1所示。

5.2、5G中TDD优势技术

(1)基于TDD的大规模多天线

大规模多天线应用的一个重要假设是信道具备互易性。否则，要依靠信道测量与反馈的开销将非常巨大，系统设计和实现都变得异常复杂。

FDD系统的频点间相差较远，在实际中，由于频率选择性问题，可能在一个频点上某个方向能量强一些，而在另一个频点上可能是另一个方向能量强。因此，FDD的信道互易性较差。在FDD系统中，基站侧需要针对每个天线发送导频信息，终端侧需要对下行信道测量合成后反馈给基站。因此，FDD需要信道估计和反馈的导频开销将随着天线数的增多而增大。基站上百根天线的导频设计需要耗费大量的时频资源，因此，实际应用中采用基于导频的信道估计方式是不可取的。

TDD有天然的优势，由于在相同的频点发送和接收，只是时间上有区分。在实际中，认为信道是互易的。这样，TDD系统就可以利用信道互易性进行信道估计，不需要额外的开销进行信道估计，只需要终端侧发送导频信息，即开销与天线数量无关。

(2)基于TDD的超密集组网

UDN主要解决热点区域的成百倍系统容量的提升问题，通过高频段实现短距离的高速率通信。超密集组网更适合TDD系统，主要体现在TDD模式的上行和下行灵活配置，更易于满足超密集组网对应的上下行业务不对称需求;TDD模式更易于小蜂窝覆盖和灵活组网;在高频段要获得成对的大带宽频段相对困难，高频段更适合TDD模式的应用。

(3)基于TDD的设备直通和车联网

D2D是指两个对等设备间直接进行通信的方式。传统的蜂窝用户设备(终端)只需在上行具备发送能力及在下行具备接收能力，而D2D要求终端能在上下行的资源上同时具备发送和接收的能力，所以对于终端的能力和复杂度有很大的影响。

对于FDD系统来说，接收D2D信息的终端必须具备在上行频段接收、解调信号的能力，终端的射频和基带都要升级。而对于TDD系统而言，因为上、下行使用相同的频段，接收D2D的终端必须具备在上行时隙接收、解调信号的能力，终端的基带要升级，但射频不需要改动，硬件改动较小。因此，相对于FDD系统，D2D在TDD系统中的应用更有优势。车联网中的主要业务类型是终端之间的广播业务，在终端构成网络的拓扑结构为无线网状结构，不存在统一的中央节点，收发均集中于相同的频段上。因此，D2D和车联网的工作方式，都更接近于蜂窝系统中的TDD模式，TDD技术将成为D2D和车联网中的唯一技术。

(4)基于TDD的高频段通信和动态频谱共享

在高频段要获得成对的大带宽频段相对困难，因此高频段更适合TDD技术的应用。现有的在高频段工作的系统，例如IEEE 802.11ad，都是以TDD模式在工作。

无论是在机会式的空闲频段，还是在免授权频段，甚至是多运营共享使用的特定频段，要找到成对的频段是十分困难的，因此频谱共享技术更适合采用TDD模式。

综上分析，笔者认为TDD将是5G的主要组成部分，特别是5G新空口极可能采用TDD模式。而我国企业从TD-SCDMA到TD-LTE长期在TDD领域积累的技术、标准与产业优势，将得到更大程度的发挥。

6、关于实现我国引领5G的建议

在技术突破、标准制定方面，我国学术界和产业界经过3G和4G近20年的积累，已具备系统创新的能力。但5G的系统要求、设计难度和应用场景复杂度等更高!在系统设计、标准制定上必然将更加复杂和关键!

突破5G核心技术，是取得5G国际标准制定话语权和引领产业的根本。另外，5G的竞争将不仅是通信基础技术的竞争，而且是核心器件等基础产业的全产业链竞争、面向行业应用的新产业生态竞争。

因此，在推动5G发展中，需要特别提升3个能力：系统及标准体系的设计和推动能力;基础产业能力，包括器件、芯片、软件等能力;垂直行业的整合及应用推广能力(如工业互联网、车联网等)。

我国如何才能实现5G引领的战略目标呢?建议采取“发挥优势、引领标准，政策引导、率先示范，突破瓶颈、带动行业”的整体战略。具体描述如下。

(1)发挥优势、引领标准

（编辑：应用网_丽江站长网）

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