根据ITU-R WP5D的讨论共识^[14]，5G网络需要能够提供大于10 Gbit/s的峰值速率，并且能够提供100 Mbit/s～1 Gbit/s的用户体验速率，UDN（Ultra Dense Deployment，超密集网络部署）将是实现这些目标的重要方式和手段。通过超密集网络部署与小区微型化，频谱效率和接入网系统容量将会得到极大的提升，从而为超高峰值速率与超高用户体验提供基础，如图3-11所示。

总体而言，超密集网络部署具有以下特点：

图3-10 5G多网络融合技术

1）基站间距较小：虽然网络密集化在现有的网络部署中就有采用，但是站间距最小在200 m左右。在5G UDN场景中，站间距可以缩小到10～20 m左右，相比于当前部署而言，站间距显著减小。

2）基站数量较多：UDN场景通过小区超密集化部署提高频谱效率，但是为了能够提供连续覆盖，势必要大大增加微基站的数量。

3）站址选择多样：大量小功率微基站密集部署在特定区域，相比于传统宏蜂窝部署而言，这其中会有一部分站址不会经过严格的站址规划，通常选择在方便部署的位置。

图3-11 超密集网络部署场景

超密集网络部署在带来频谱效率、系统容量与峰值速率提升等好处的同时，也带来了极大的挑战：

·基站部署数量的增多会带来回传链路部署的增多，从网络建设和维护成本的角度考虑，超密集网络部署不适宜为所有的小型基站铺设高速有线线路（例如，光纤）来提供有线回传。

·由于在超密集网络部署中，微基站的站址通常难以预设站址，而是选择在便于部署的位置（例如，街边、屋顶或灯柱），这些位置通常无法铺设有线线路来提供回传链路。

·由于在超密集网络部署中，微基站间的站间距与传统的网络部署相比会非常小，因此基站间干扰会比传统网络部署要严重，因此，基站间如何进行高速、甚至实时的信息交互与协调，以便进一步采取高效的干扰协调与消除就显得尤为重要。而传统的基站间通信交互时延达到几十毫秒，难以满足高速、实时的基站间信息交互与协调的要求。

根据中国IMT-20205G推进组需求工作组的研究结果，5G网络将需要支持各种不同特性的业务，例如，时延敏感的M2M数据传输业务、高带宽的视频传输业务等等。为适应多种业务类型的服务质量要求，需要对回传链路的传输进行精确的控制和优化，以提供不同时延、速率等性能的服务质量。而传统的基站间接口（例如，X2接口）的传输时延与控制功能很难满足这些需求。

此外，根据中国IMT-20205G推进组发布的5G概念白皮书^[15]，连续广域覆盖场景将会是5G网络需要重点满足的应用场景之一。如何在人口较少的偏远地区，高效、灵活地部署基站，并对其进行高效的维护和管理，并且能够进一步实现基站的即插即用，以保证该类地区的良好覆盖及服务，也是运营商需要解决的问题。

关于UDN的回传技术及拓扑结构在第5章将有具体阐述，本节中针对无线MESH这一接入网演进方向进行深入分析。无线MESH网络就是要构建快速、高效的基站间无线传输网络，着力满足数据传输速率和流量密度需求，实现易部署、易维护、用户体验轻快、一致的轻型5G网络：

·降低基站间进行数据传输与信令交互的时延。

·提供更加动态、灵活的回传选择，进一步支持在多场景下的基站即插即用。

5G无线MESH网络如图3-12所示。从回传的角度考虑，基础回传网络由有线回传与无线回传组成，具有有线回传的网关基站作为回传网络的网关，无线回传基站及其之间的无线传输链路则组成一个无线MESH网络。其中，无线回传基站在传输本小区回传数据的同时，还有能力中继转发相邻小区的回传数据。从基站协作的角度考虑，组成无线MESH网络的基站之间可以通过无线MESH网络快速交互需要协同服务的用户、协同传输的资源等信息，为用户提供高性能、一致性的服务及体验。

图3-12 5G超密集网络部署中的回传网络拓扑

为了实现高效的无线MESH网络，以下技术方面需要着重考虑：(www.daowen.com)

（1）无线MESH网络无线回传链路与无线接入链路的联合设计与联合优化

实现无线MESH网络首先需要考虑无线MESH网络中基站间无线回传链路基于何种接入方式进行实现，并考虑与无线接入链路的关系。而该研究点也是业界诸多主流厂商^[16]和国际5G项目^[17]的研究重点。首先，基于无线MESH的无线回传链路与5G的无线接入链路将会有许多相似之处：无线MESH网络中的无线回传链路可以（甚至将主要）工作在高频段上，这与5G无线关键技术中的高频通信的工作频段是类似的；无线MESH网络中的无线回传链路也可以工作在低频段上，这与传统的无线接入链路的工作频段是类似的；考虑到5G场景下微基站的增加与回传场景的多样化，无线MESH网络中的无线回传链路与无线接入链路的工作及传播环境是类似的。

考虑到以上因素，基于无线MESH的无线回传链路与5G的无线接入链路可以进行统一和融合，并按照需求进行相应的增强，比如，无线MESH网络的无线回传链路与5G的无线接入链路可以使用相同的接入技术；无线MESH网络的无线回传链路可以与5G无线接入链路使用相同的资源池；无线MESH网络中无线回传链路的资源管理、QoS保障等功能可以与5G无线接入链路联合考虑。

这样做的好处包括：

·简化网络部署，尤其针对超密集网络部署场景。

·通过无线MESH网络的无线回传链路和无线接入链路的频谱资源动态共享，提高资源利用率。

·可以针对无线MESH网络的无线回传链路和无线接入链路进行联合管理和维护，提高运维效率、减少CAPEX和OPEX。

（2）无线MESH网络回传网关规划与管理

如图3-12所示，具有有线回传的基站作为回传网络的网关，是其它基站和核心网之间回传数据的接口，对于回传网络性能具有决定性作用。因此，如何选取合适的有线回传基站作为网关，对无线MESH网络的性能具有很大影响。一方面，在进行超密集网络部署时，有线回传基站的可获得性取决于具体站址的物理限制。另一方面，有线回传基站位置的选取也要考虑区域业务分部特性。因此，在进行无线MESH网络回传网络设计时，可以首先确定可获得有线回传的位置和网络结构，然后根据具体的网络结构和业务的分布进一步确定回传网关的位置、数量等。通过无线MESH网络回传网关的规划和管理，可以在保证回传数据传输的同时，有效提升回传网络的效率和能力。

（3）无线MESH网络回传网络拓扑管理与路径优化

如图3-12所示，具备无线回传能力的基站组成一个无线MESH网络，进一步实现网络中基站间快速的信息交互、协调与数据传输。并且，具有无线回传能力的基站可以帮助相邻的基站协助传输回传数据到回传网关。因此，如何选择合适的回传路径也是决定无线MESH网络中回传性能的关键因素。一方面，无线MESH网络的回传拓扑和路径选择需要充分考虑无线链路的容量和业务需求，根据网络中业务的动态分布情况和CQI需求进行动态的管理和优化。另一方面，无线回传网络拓扑管理和优化需要考虑多种网络性能指标（Key Per-formance Indicator，KPI），例如，小区优先级、总吞吐率和服务质量等级保证。并且，在某些路径节点发生变化时（例如，某中继无线回传基站发生故障），无线MESH网络能够动态地进行路径更新及重配置。通过无线回传链路的拓扑管理和路径优化，使无线MESH网络能够及时、迅速地适应业务分布与网络状况的变化，并能够有效提升无线回传网络的性能和效率。

（4）无线MESH网络回传网络资源管理

在无线回传网络拓扑和回传路径确定之后，如何高效地管理无线MESH网络的资源显得至关重要。并且，如果无线回传链路与无线接入链路使用相同的频率资源，还需要考虑无线回传链路和网络接入链路的联合资源管理，以提升整体的系统性能。对于无线回传链路的资源管理，可以基于特定的调度准则，根据每个小区自身回传数据队列、中继数据队列以及接入链路的数据队列，调度特定的小区和链路在适合的时隙发送回传数据，从而满足业务服务质量要求。该调度器可以基于集中式，也可以基于分布式实现。

（5）无线MESH网络协议架构与接口研究

LTE中基站间可以通过X2接口进行连接，3GPP针对X2接口分别从用户面和控制面定义了相关的标准^[18，19]。考虑到无线MESH网络的无线回传链路及其接口固有的特性和与X2接口的明显差异，如何设计一套高效的、针对无线MESH网络的协议架构及接口标准显得十分必要。这其中就要考虑：

·无线MESH网络及接口建立、更改、终止等功能及标准流程。

·无线MESH网络中基站间控制信息交互、协调等功能及标准流程。

·无线MESH网络中基站间数据传输、中继等功能及标准流程。

·辅助实现无线MESH网络关键算法的承载信令及功能，例如资源管理算法。

另外，由于在超密集网络部署的场景下基站的站间距会非常小，基站间采用无线回传会带来严重的同频干扰问题。一方面，可以通过协议和算法的设计来减少甚至消除这些干扰。另一方面，也可以考虑如何与其他互补的关键技术相结合来降低干扰，例如高频通信技术、大规模天线技术等。