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中国联通 5G 网络演进白皮书2016 年 9 月目 录1 引言 12 5G 网络发展驱动力及现网挑战 22.1 行业及市场发展需求 22.1.1 业务发展驱动 22.1.2 技术发展驱动 32.1.3 市场竞争驱动 52.2 中国联通现网挑战分析 72.2.1 网络架构挑战 72.2.2 传输承载挑战 72.2.3 无线接入挑战 93 中国联通 5G 网络演进趋势 113.1 融合化网络 113.1.1 固移融合 113.1.2 接入融合 123.2 灵活化网络 133.3 弹性化网络 143.4 智能化网络 163.4.1 智能化 RAN 163.4.2 业务感知与优化 173.4.3 网络能力开放 184 中国联通 5G 网络演进规划 204.1 中国联通 5G 网络架构 204.2 中国联通 5G 网络 DC 部署规划 214.3 中国联通 5G 网络实施战略规划 215 总结和展望 25I中国联通 5G 网络演进白皮书1 引言随着移动业务蓬勃发展、用户体验需求日益凸显，未来 5G 网络对网络建设和运营提出了新的要求：高速率、低时延、高可靠性的传输能力，超量用户的接入能力，具备融合性、灵活性、智能化、可扩展性和高效性的网络运营，以及轻量化低成本的建网和运营。

5G 时代网络演进和技术革新将开启新的征程2015 年被称作“5G 元年”国内外通信标准化组织，以 ITU、3GPP、IMT-2020、CCSA 等为代表，主要围绕 5G 技术总体网络设计、网络架构、无线关键技术及器件展开研究现阶段，主要讨论内容包括：推进需求（连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠），应用场景（增强的移动宽带（eMBB）、超大连接的机器类通信(mMTC)和超可靠低时延通信(URLLC)），关键技术（大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入等无线关键技术，以及 SDN、NFV 等网络关键技术）以及技术路线（5G 新空口和 4G 演进两大路线）本白皮书将探讨 5G 网络发展趋势，提出中国联通的 5G 网络愿景，给出分阶段网络部署规划252 5G 网络发展驱动力及现网挑战2.1 行业及市场发展需求2.1.1 业务发展驱动Ÿ 多样化业务需求差异大，需要网络针对不同业务提供专有的通信途径；业务需求变化快，需要网络针对不同的通信需求实现自动灵活的配置；业务需求个性化，需要网络运营能够更贴近用户，实现无缝对接，让用户能够直接向运营商网络表达个性需求，并且由网络实现这些自定义功能；适应未知业务，5G 网络应能够通过调整自身配置以适应新业务的部署需求，即网络需要具备前向兼容性。

图 1 业务需求量Ÿ 大容量2K 移动视频已逐渐成为移动终端的主流配置，高速率大带宽 4K、VR/AR等新业务业已不断涌现宽带视频等业务对网络大容量提出了更高的要求高速率通信，需要网络具有更高的频谱利用率和无线接入新技术的支撑；大带宽通信，需要网络采用高频段的宽裕频谱；关注单用户体验，需要网络能够针对单个用户进行高效的资源调度，且需兼顾通信公平性；热点区域通信，需要网络能够高密度组网，并且无线接入点之间能够高效协同工作Ÿ 大连接当前通信市场人与人之间的连接，逐步向人与物、物与物之间的连接演进；连接数量将由亿级向千亿级跳跃式增长咨询机构预测“2020 年 IoT 总连接将达到 300 亿，市场空间达到 1.7 万亿美金”大量用户连接要求，需要网络具有丰富的多址资源，以及相应的地址分配与调度能力图 2 物联网连接数量增长预测图Ÿ 低功耗在运营商面向万物互联转型的时代，低功耗和低成本的业务是未来物联网的主要部分据统计，物联网中 60%的数据价值将来自于 LPWA（低功率广覆盖）网络低功耗设备要求，需要网络具有更高的能效，通信中尽可能降低终端的功耗终端低功耗和低成本是 IoT 市场快速发展的源动力，特别是低功耗的目标对终端和核心网都提出了新的技术需求和挑战。

终端的省电，主要体现在工作状态下省电和空闲状态下省电两方面Ÿ 低时延未来自动驾驶、毫秒级工业控制及远程医疗等业务，要求网络具备端到端超低时延，是对网络架构的极大挑战超低的端到端通信时延，需要网络支持本地化通信，以减少不必要的信令交互及数据回传所带来的时延开销；超低空口时延，需要网络具备高效无线资源调度及反馈能力，在低时延条件下确保通信的可靠性；超低传输时延， 需要传输网络能够实现动态自适应的快速数据转发2.1.2 技术发展驱动Ÿ 信息通信技术（ICT）融合发展已趋势，云计算/分布式技术逐步成熟在目前阶段，融合了新技术、新理念、新趋势的产业发展链条逐步服务于新涌现的业务需求在云计算、大数据、社交化、移动化、物联网的驱动下，不仅催生出了新的解决方案和产品，也对现存的传统产业模式/产业链条发起了冲击为了更好适应这一趋势，所有技术层面的演进都指向了一个聚焦点——ICT 技术的融合重整IT/CT 设备综合各自优势和应用场景，面对纷繁复杂的 IT/CT 业务需求，从设备和技术层面搭建了为各个业务分支提供服务的平台，并逐渐变得不可或缺云计算作为一种 IT 技术，提供了便捷的、可随时访问计算资源共享池的模式，包括网络、服务器、存储、应用和服务，并且这些资源具备快速部署的能力，需要较少的交互和维护。

根据 Gartner 技术成熟度曲线，一项 IT 技术的发展衰落轨迹大致可分为技术萌芽期、期望膨胀期、幻想破灭期、复苏期、平稳成熟期如图 3 所示，云计算处产业链已逐步破除破灭期的瓶颈，迈向越发成熟的阶段产业链日趋均衡，为数据的计算、存储提供了赖以支撑的基础图 3 Gartner 技术成熟度曲线由于客观环境条件制约，国外和国内的产业发展阶段有所差异，国内市场的总体量远小于国际水平按照国际市场的发展趋势预计，国内市场将会迎来较高速的增长期，并且由于基数较小，2014-2017 年复合平均增长率（CAGR）有望达到 30%对于基础电信运营商而言，具备得天独厚的优势向 IaaS（基础设施即服务）发展，通过集中化-分布式部署的 IDC 机房，提供满足自身运营的基础云设施需求，在此基础上获得按需自助服务、广泛的网络访问、资源池、快速弹性、可监控可测量，从而适应未来网络降低 CAPEX 和 OPEX 的要求此外，云平台具备的统一编排、可配置资源的优势，也为电信网络软件定义化提供了天然的承载平台后期的大数据整合、分析，在云化平台上也有良好的应用前景Ÿ 芯片处理能力、终端能力增强随着智能终端的普及和用户需求的不断发掘，终端芯片和能力都有了飞速的发展。

从 3GPP 的标准化历程来看，终端可以支持的频带数组合增多、物理层功能不断增强、支持的特性极速增长，当然也伴随着计算存储资源的叠加和更多的和网络互动能力终端的发展主要有两个方向：芯片处理能力极强的高端终端和芯片能力 化简的物联网类型终端高性能处理器的应用使得复杂的基带运算成为可能， 为未来的更高性能调制解调/编译码提供了硬件基础；而简化的物联网类型 终端在面对大连接物联网场景下，提供了长寿命省电的解决方案，在面对低 时延要求的物联网场景下，提供了专用性极强的芯片解决方案终端能力的 分化和发展，不仅适应了可预见的需求，同时也为未来网络应用场景做好技 术储备2.1.3 市场竞争驱动传统电信运营商业务正在受到猛烈冲击，尤其是 OTT 企业对传统运营商的挤压非常明显，这些业务使得运营商原来的短信、话音、甚至包括国际业务都受到了很大挑战比如腾讯、 占用运营商信令资源非常大，原来的一些机制不太适合传统运营商的网络设计同时运营商之间的竞争也趋于白热化可以发现国内运营商为了应对移动互联网时代的到来及各方面的的挑战，都提出了相应的战略、策略和战术并加以执行Ÿ OTT 企业与运营商的竞争移动互联网时代，OTT 企业必然是革电信运营商命的利器，四大盈利模式分别为内容、广告、电商 以及增值服务。

OTT 企业目前已将电信运营商的主业“话音业务”不断打压，三大电信运营商的话音业务未来的空间有限，同时也打压了电信运营商数据业务中的主力军“SMS”和“MMS”(短信和彩信)，外国电信运营商的经验也是在 OTT 企业的打压下逐步放弃“话音业务”（免费），将精力放在流量业务上因而移动互联网时代，对电信运营商形成最大挑战的是 OTT 企业与电信运营商间的竞争图 4 生态级、平台级互联网公司主导时长Ÿ 运营商与运营商之间的竞争当期国内电信市场已经从激烈拼杀的人口红利竞争全面转向数据红利和信息红利的竞争前期单纯依靠用户数增加无法满足运营商的持续增长收益，运营商陷入了增量不增收的怪圈当前国内运营商推出更优惠的套餐，吸引用户流量增长，但流量单价持续降低，同样无法带来运营商的收益增长2016 年运营商加快物联网发展，物联网已经成为 4G、宽带后运营商新的竞争焦点中国移动通过产业合作力争在 2016 年发展 1 亿物联网连接中国联通和 Jasper 于 2015年 8 月合作推出物联网管理平台后，2016 年 1 月平台用户接近 500 万，计划平台用户 2016 年将达到 2000~3000 万中国电信希望物联网在未来 3-5 年成为规模可比肩传统移动业务的新市场，计划2016 年销售1000 万台以上的物联网终端。

未来运营商除在传统语音、数据等领域基础上，在物联网领域竞争将日趋白热化术业有专攻，电信运营商利用自身在管道中的运营优势、网络优势和能力优势，构建其它竞争对手不能模仿和不可复制的智能管道模式，不能不说是一种转型的选择当然只做智能管道提供者模式有一个关键条件，那就是成为控制型的智能管道供应商，并且成为移动互联网行业发展必备的通道控制型智能管道必须为移动互联网的业务流程提供精准服务(如计费和 CRM)、提供基础架构支持和高价连接功能，从而到达一方面让以专业打败其它电信运营商，另一方面力争让所有的 OTT 企业都把我们的智能管道当做最基础的运营平台2.2 中国联通现网挑战分析2.2.1 网络架构挑战传统的移动网络所承载的业务是相对单一的，比如：2G 时代的语音和短信， 3G 时代的 web 业务， 4G 时代的各种智能终端 APP因此传统网络架构在设计之初也只考虑到如何能够更好的承载单一业务，这也就导致了当现有移动网络中 涌现出很多新业务的时候，增加任何新功能都需要在现有架构的基础上进行增强例如：为支持 NB-IoT 业务需要升级基站，MME，GW 等功能，同时需要重新定义不同网元之间的接口，由此在现有网络架构上增加新业务的难度十分巨大。

在 5G 时代，将会有更加多样化的业务需求，比如：eMBB 业务的峰值速率要求 10Gbps 以上，mMTC 业务要求百万的连接密度，uMTC 业务要求时延为ms 级别，eV2X 对用户的移动性提出了 500km/h 的高速要求这种多样化的业务需求已经无法用传统一个架构适应所有需求的设计理念来实现，需要网络架构能够针对不同的业务需求进行灵活的适配其次，传统核心网设备由于软硬件耦合度高，网元功能固化，开发耗时较长、代价大，且功能定制繁琐，无法满足新一代网络架构虚拟化，池组化的特点，而复杂固化的网络架构直接导致了复杂的业务上线流程，无疑也加剧业务部署的难度，拖延业务应。