5G，引领无线网络变革

5G的无线虚拟化架构

移动通信的发展速度是惊人的，从最初满足单一的话音业务到层出不穷的移动互联网应用，信息消费已经成为人们必不可少的基本需求。通信产业正进入一个新的变革和高速发展期，互联网和通信网络的深入融合成为信息通信网络发展的重要特征，行业颠覆与重构正在出现。

随着NFV（网络功能虚拟化）技术以及SDN（软件定义网络）技术的蓬勃发展，第五代移动通信系统（5G）必将构建一个崭新的网络架构。网络虚拟化是未来5G网络的关键技术，而5G无线侧vRAN（虚拟化的无线接入网络）则是虚拟化在无线接入网的具体应用。首先，vRAN的引入将极大改变现有网络架构与基站形态，网络服务将更加灵活，网络容量也将更具弹性。vRAN虚拟化基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。通过低成本高速光传输网络，直接在射频远端和集中化的中心节点间传送无线信号，以构建覆盖上百个基站服务区域，甚至上百平方公里的无线接入系统。其次，vRAN架构适于采用协同技术，能够降低功耗，提升频谱效率，同时便于实现动态智能化组网，集中化处理。vRAN技术还可以进一步地提升移动通信网络的灵活性与网络指标性能，从而使得未来的第五代移动通信网络具备应对移动数据流量“海啸”的能力。最后，vRAN技术也将改变网络基础设施生态系统，其主要的目的是借助更多的IT技术规模经济引入到电信领域，减少电信网络的建网成本。vRAN解决方案更是面向未来的下一代绿色网络结构，vRAN可帮助提升的不仅仅是客户运营网络，而是一种全新的运营模式。

开拓创新，助力5G无线虚拟化

近年来，上海贝尔在移动云化领域持续创新，不断推进移动网络虚拟化进程：通过实验室搭建的5G测试平台，设立了面向5G技术的测试评估机制，加速5G研究和产业化进程，为5G技术的发展搭建桥梁。此外，上海贝尔还牵头了国家重大专项vRAN项目，此项目研究重点是采用通用硬件来统一不同移动技术产品，并采用软件来实现不同网络功能虚拟化，以期降低网络设备成本，提高网络运行效率。该项目还承载着核心技术突破、资源集成和推动中国科技发展的重任，为此，上海贝尔与合作伙伴中国移动共同创立了联合研究、共同开发、同步测试的全新合作模式，实现优势互补和强强联合。

上海贝尔与中国移动紧密合作，推出了基于通用平台的无线LTEvRAN虚拟化解决方案，并在近两年的MWC世界移动通信大会，亚洲移动通信展上进行了一系列联合展示，。基于vRAN商用设备原型，展示了在线高清视频播放，实时视频监控，设备故障快速切换、虚拟处理资源在线迁移等应用，帮助运营商提升了用户体验。vRAN平台和业务演示的成功亮相，充分展示了下一代RAN架构演进方面的研发实力。

2015年5月19日，阿尔卡特朗讯与韩国最大的通信服务运营商KT签署了谅解备忘录，致力于共同开发、设计未来的5G网络架构。此次为其承建未来的5G网络，主要的技术关注点在于上海贝尔的vRAN虚拟化无线接入网。上海贝尔提供的vRAN虚拟化方案基于通用虚拟化处理平台，可实现资源共享、具有高性价比、高可靠性、部署容易等特点。韩国电信负责人表示，双方都很重视虚拟化以及云架构服务模式的战略意义，期待此次合作能够通过vRAN创造全新一代5G网络，实现更快的速率，更低延迟以及更高的灵活度。

贝尔实验室，引领5G无线技术创新

在未来的几年时间里，IoT物联网应用市场将会呈现“爆发式”的增长态势，高清视频、医疗教育、智能家居、购物、导航等都可通过各种移动终端轻松实现，房子、车子、各种电子产品都可以联网，实现数字化生活。全球知名的市场调研咨询公司IDC（国际数据集团）预计，IoT终端设备的部署量将会从2013年时的91亿部增长至2020年时的281亿部。这些“海量物联网”对移动通信网络的能力提出了许多新的需求，而4GLTE网络及其后续演进版本是无法满足这些需求的。然而，5G技术将会带来革命性的突破，5G网络可以实现千亿个海量链接，5G的应用将开启物联网的新时代，带给用户全新的体验。

这些移动网络的新需求意味着新的5G无线空口的必要性，空口技术在5G中处于重要的地位，是未来5G技术的核心之一。目前ITU-R已基本明确5G的需求和关键性能指标并确定5G研究的时间表。业界对5G主要关键技术，如大规模天线阵列、毫米波技术、新型网络架构、新型空口设计的研究逐渐聚焦和深入。

作为无线通信设备的主流设备厂商之一，阿尔卡特朗讯及贝尔实验室在5G方面投入了巨大的研发力量，全方位地开展了针对5G的研究。阿尔卡特朗讯是5PPP的五大发起组织之一，还是欧盟资助5G系统研发项目，如5GNOW、METIS的核心成员。贝尔实验室和专家组积极参与重要的研发活动，项目包括：5G无线空口设计、大规模天线阵列MIMO设计、毫米波频段无线传播性能仿真、5G与4G和WLAN的融合组网方案、将NFV及SDN技术部署于移动通信网络的方案设计等。2011年贝尔实验室就提出了大规模MIMO阵列天线技术，包括3D-MIMO，可使能量效率提升10倍，有可能成为5G网络最具革命性的技术之一。

目前，贝尔实验室还与全球顶级移动运营商以及一流的大学合作进行5G系统的研发，包括NTT DoCoMo、韩国电信（KT）及飞思卡尔（Freescale）等。2015年6月17日，贝尔实验室与德国德累斯顿工业大学签署协议，共同推进5G网络发展。合作协议专注于使5G网络效率最大化相关技术的开发与测试，满足人机不断增长的连通需求。

同时，阿尔卡特朗讯还积极倡导统一的5G空口技术UF-OFDM，并在业内首先实现该5G候选波形的原型验证。UF-OFDM基于通用滤波的正交频分复用技术，这种技术是现有LTE移动通信无线接入网络所采用的OFDM技术以及SC-FDMA单载波频分多址接入技术经过融合与扩展的产物，它在光发射机之中额外增加了一组状态可变的滤波器，可以改善频谱成型，并能灵活地提供符号之间的保护间隔，使得5G通信系统低频段无线接入网络可以提供比现有LTE网络更高的性能以及鲁棒性——尤其是对于以短的突发数据（比如IoT服务）为特征的窄带传输业务、信息以及终端设备信令的传输，同时保证为短的传输间隔降低延迟。

阿尔卡特朗讯在2014年和2015年的世界移动通信大会，以及2015年的NGMN会议上展示了其在UF-OFDM领域的研究。当今4GLTE网络中使用的数字多载波调制方法，正交频分复用（OFDM），只在为智能手机提供流量时才表现出最佳性能。随着物联网和机器对机器通讯使流量变得更加多样化，对新型数字无线波形的要求也随之而来。具体要求是其在此类连通中更有弹性，并能保证5G网络的性能和服务质量。从而使在5G网络中保持智能手机和大量感应流量之间UF-OFDM的最优化成为可能。

作为LTE、微基站以及虚拟化产品方面的领导者，阿尔卡特朗讯以正致力于帮助移动运营商们构建一个强大的4G异构网络，为未来进入5G时代作好准备。目前，阿尔卡特朗讯以及贝尔实验室于5G系统研发方面处于领先地位，并在全球各个主流的5G移动通信系统研发项目（比如5GPPP、NGMN、ITU、3GPP等）之中扮演着重要的角色。

结语

随着移动宽带需求的日益增加和物联网业务的广泛应用，现有LTE等网络都将面临巨大的挑战。通过未来5G空口技术，用户将能体验到更高速的数据传输和视频应用，万物将互联互通，实现信息随心至，万物触手可及。5G将揭开未来移动通信技术的崭新一页，构筑起未来网络的新起点。

陈洪涛

关键词：阿尔卡特朗讯，高清视频，正交频分复用技术，传播性能，SC-FDMA