5G空口存疑 革新還是4G演進?

責任編輯:editor005

作者:李培培

2015-06-09 14:10:51

摘自:通信產(chǎn)業(yè)報

目前,國際上5G相關的第一階段工作已接近尾聲,5G標準制定前的主體研究工作已基本完成,愿景與需求基本明確。對于支撐5G無線技術的關鍵技術,我國IMT-2020(5G)推進組提出了“4+1”的關鍵技術

目前,國際上5G相關的第一階段工作已接近尾聲,5G標準制定前的主體研究工作已基本完成,愿景與需求基本明確。3GPP(第三代合作伙伴計劃)將于今年9月啟動第一次5G技術研討會,隨后5G標準制定工作將正式啟動。

在日前召開的第三屆IMT-2020(5G)峰會上,工信部總工程師張峰表示,全球5G研究不斷加速,5G概念日漸清晰,設立全球統(tǒng)一標準已經(jīng)形成共識,有關國際標準化組織已經(jīng)初步明確2016年正式啟動標準研制工作。

標準制定的前夜,5G進程正在加速,各個國家與企業(yè)紛紛加快進行戰(zhàn)略部署,力爭搶占產(chǎn)業(yè)和技術制高點。雖然全球?qū)⒉捎媒y(tǒng)一的5G技術標準已經(jīng)形成共識,是在具體關鍵技術路線與頻率方面,分歧依舊存在。

  5G進程加速

作為全球權(quán)威性的政府性組織,ITU(國際電信聯(lián)盟)已經(jīng)完成5G標準制定前的基本工作,在需求與愿景方面,已確定用戶體驗數(shù)據(jù)速率、峰值數(shù)據(jù)速率、頻譜效率、移動性、時延、連接數(shù)密度、能量效率和區(qū)域流量密度等八項5G關鍵性能指標,具體指標值有望在今年6月全部明確。在技術方面,ITU推出的報告中歸納了非正交多址接入、大規(guī)模多天線、超密集組網(wǎng)等5G潛在關鍵技術。

與此前一樣,切實的5G標準化制定工作還將依托3GPP為主要平臺,3GPP在今年3月制定了初步的5G標準化工作時間表,并計劃于今年9月召開5G無線接入技術研討會,同時啟動6GHz以上頻段的信道建模立項工作。此外,3GPP還將在今年12月開展5G需求與無線接入研究范圍的立項工作,隨后啟動5G技術方案評估和標準制定,最終在2020年2月向ITU提交技術標準規(guī)范。

國際化標準組織的工作按部就班推進,而國際上的主要國家和地區(qū)也在加快5G研發(fā)部署,力爭占領戰(zhàn)略高地。

歐盟依托第七框架計劃啟動了METIS和5G-PPP等多個重大項目,預計研發(fā)經(jīng)費超過14億歐元。其中,METIS一期已經(jīng)結(jié)束,形成了信道建模、新無線接入方案、多天線傳輸技術性能分析、網(wǎng)絡級解決方案、5G仿真和評估等一系列報告,并完成了對樣機的部分測試。根據(jù)計劃,METIS二期也將于近期正式啟動。

韓國此前曾表示要在2018年冬奧會上率先商用5G,因此韓國的5G步伐在國際上也屬于第一梯隊。韓國政府預計未來7年(2014-2020年)將在5G上總共投入約15.7億美元,力爭成為全球首個5G商業(yè)化國家。按照其預定計劃,今年年底將完成5G驗證與演示,2017年年底啟動5G實驗網(wǎng)建設,2020年年底全面實現(xiàn)商用。

美日方面,美國將繼續(xù)依托4G Americas組織開展5G研究,而日本則基于標準化組織ARIB組建了5GMF(5G移動通信推進論壇),并于今年4月完成了5G總體驗證測試的相關工作。

以“3G追趕、4G同行、5G引領”為目標的中國對5G的重視程度也非常高,啟動了5G相關的863計劃項目和重大專項項目,還建立了開展國際交流與合作的重要平臺IMT-2020(5G)推進組。在今年的IMT-2020(5G)峰會上,推進組發(fā)布了《5G無線技術架構(gòu)》和《5G網(wǎng)絡技術架構(gòu)》白皮書。此前推進組還發(fā)布了《5G愿景與需求白皮書》和《5G概念白皮書》。

中國信息通信研究院院長、IMT-2020(5G)推進組組長曹淑敏表示:“5G國際標準化研究即將開啟,推進組將組織做好5G技術、標準及頻譜等研究工作,推動形成全球統(tǒng)一5G技術標準。同時,5G發(fā)展應突出需求引領,使5G技術盡早與行業(yè)深度融合,創(chuàng)新5G發(fā)展模式。”

全球統(tǒng)一標準已成共識

與3G、4G時代多個標準共存不同,全球制定統(tǒng)一的5G技術標準,已經(jīng)成為業(yè)界共識,各國際組織與企業(yè)對外也都傳遞出這樣的信息。我國也在多種場合下表示,中國積極推動全球統(tǒng)一5G標準,并力爭成為5G標準的主導者之一。

“5G將會形成全球統(tǒng)一的技術標準,形成區(qū)域性或者國家性標準的可能性已經(jīng)微乎其微,與五六年前相比,現(xiàn)在的國際標準制定環(huán)境更加開放,心態(tài)也更加平和了。”中興通訊首席科學家向際鷹接受《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者采訪時表示。

5G未來將面向移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng),雖然各國對于5G需求不盡相同,但是卻有一個共同點,就是對5G期望都很高,這直接導致5G技術難度的大幅提升,融合現(xiàn)有技術和多種新技術成為發(fā)展方向,而全球協(xié)作推出統(tǒng)一標準便成了共贏的選擇。“目前看,亞洲國家是移動互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)并重,而歐洲則更強調(diào)通過5G解決物聯(lián)網(wǎng)問題,共同點則是5G都會成為構(gòu)建未來信息社會的重要基礎設施。”IMT-2020(5G)推進組組長曹淑敏表示。

華為無線產(chǎn)品線戰(zhàn)略總監(jiān)余泉則表示,5G網(wǎng)絡需要具備1ms時延的能力,人與人、物與物、人與物間的直接通信是主要方向之一,這種不經(jīng)過網(wǎng)絡的通信方式如果沒有統(tǒng)一的標準,是無法實現(xiàn)互聯(lián)的。同時,全球統(tǒng)一的標準還將帶來其他好處,例如規(guī)模效應帶來的終端及系統(tǒng)設備的成本下降,全球范圍的國際漫游等。

技術觀點尚存分歧

目前,全球已在5G需求與愿景方面取得較高的共識,在技術路線和網(wǎng)絡架構(gòu)上也已經(jīng)明確了幾個主要的方向,但是整體來看,業(yè)內(nèi)在5G的諸多領域還存在不同的見解。

5G的總體技術路線分為兩個分支,包括蜂窩移動通信和無線局域網(wǎng)。目前來看,802.11ax在5G產(chǎn)業(yè)中的力量和地位都無法與蜂窩移動通信相比。

在蜂窩技術路線中,又區(qū)分為全新無線空口和4G演進空口兩種。業(yè)界普遍認為4G演進空口能夠在一定程度上滿足移動互聯(lián)網(wǎng)的需求,全新無線空口重點解決物聯(lián)網(wǎng)場景。具體到5G技術的創(chuàng)新性和演進性方面,業(yè)界存在較大分歧。表現(xiàn)為5G無線新空口與4G演進空口的側(cè)重與適用范圍,以及低頻段(6GHz以下)與高頻段(6GHz以上)的結(jié)合問題,存在較大爭議。

一種以演進為主的觀點認為,5G高頻段、新空口重點解決物聯(lián)網(wǎng)場景,在低頻段主要采用LTE演進技術來滿足移動互聯(lián)網(wǎng),在低頻段不需要新空口。而另一種以創(chuàng)新為主的觀點認為,5G無線技術具有較大的創(chuàng)新空間,低頻、高頻段采用統(tǒng)一的全新空口技術框架,根據(jù)頻段、場景進行調(diào)整,形成低頻和高頻兩種不同的技術方案,以滿足移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)多種場景的技術需求。

對于支撐5G無線技術的關鍵技術,我國IMT-2020(5G)推進組提出了“4+1”的關鍵技術,包括“大規(guī)模天線、新型多址、密集組網(wǎng)、全頻段技術+全新網(wǎng)絡架構(gòu)”。這些技術在國內(nèi)外形成了相對共識,但各個企業(yè)會有所側(cè)重。

在5G網(wǎng)絡架構(gòu)方面,業(yè)內(nèi)普遍認為需要基于SDN/NFV的平臺技術,實現(xiàn)新型網(wǎng)絡架構(gòu),特別是如何適應物聯(lián)網(wǎng)等多樣化場景的問題。余泉表示,5G是萬物互聯(lián)的第一步,云化的網(wǎng)絡架構(gòu)是其重要的組成部分,引入了SDN/NFV概念的切片式網(wǎng)絡可以滿足不同場景對帶寬、時延的要求。

除此之外,頻率是5G繞不開的話題,是決定其成敗的關鍵。面向5G大流量、高密度的需求,要有300MHz以上的連續(xù)頻譜作為支持,我國認為最好在4-6GHz頻段內(nèi)尋找到適合的頻譜,同時在6GHz以上的頻段開展頻率規(guī)劃研究工作。

至于頻譜效率與峰值速率,國際上還沒有達成一致,ITU需求組初步分析表明,頻譜效率提升的倍數(shù)與應用場景息息相關,即不同場景下的目標值應當是不同的,較為流行的觀點是頻譜效率相對于IMT-Advanced系統(tǒng)應提升3-5倍。ITU目前暫定的5G峰值速率目標值為20Gbps,但是由于不確定單一用戶能否被分配足夠多的頻率資源,我國堅持認為這一目標設定為10Gbps更為妥當。

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