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5G概念日渐清晰 明年正式启动标准研制

中国电子报 刘晶 本站 2015-06-03 82


5G作为新一代宽带无线移动通信发展的主要方向,受到世界各主要国家的高度重视,并纷纷进行战略部署,以便抢占产业技术的“制高点”。在日前召开的第三届IMT-2020(5G)峰会上,工信部总工程师张峰表示,全球5G研究不断加速,5G概念日渐清晰,设立全球统一标准已经形成共识,有关国际标准化组织已经初步明确2016年正式启动标准研制工作。在产业界,爱立信、诺基亚、华为、中兴、三星等企业已经研制出概念样机,一些5G的技术甚至已经应用于4G网络中。那么,5G目前具体都有哪些进展?还存在哪些不确定性和难点?

5G国际标准化与研发进程加快

IMT-2020推进组计划加强5G关键技术及基础研究,包括高频段信道模型、关键无线及网络技术的研究,也将通过关键技术的试验样机进行验证和推动。

作为国际移动通信标准化组织,3GPP(第三代合作伙伴)将是讨论5G技术方案的主力平台。3GPP于2015年确定了5G研究计划,开始5G技术需求研究;2015年9月,启动5G技术研讨会;2016~2017年完成5G技术方案;2018~2019年完成5G技术规范。

作为全球政府性组织,国际电联(ITU)确定在2015年6月完成5G愿景及关键技术指标;2017年征集候选技术,2020年完成5G技术规范。

而5G的频率将在2015年11月召开的国际无线电大会(WRC-15)上,对面向2020年的移动通信业务争取新的频谱。

我国的IMT-2020(5G)推进组成立于2013年2月,由工信部、国家发改委和科技部联合推动成立,是我国推动第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的重要平台。在峰会上,中国信息通信研究院院长曹淑敏代表IMT-2020(5G)推进组,介绍了推进组在5G需求、技术与标准、频谱及国际合作等方面的主要研究进展及后续工作计划。

2016年将是深入研究5G关键技术、启动5G标准研究的一年,IMT-2020推进组计划:继续加强5G关键技术及基础研究,包括高频段信道模型、关键无线及网络技术的研究,也将通过关键技术的试验样机进行验证和推动;加强面向场景的系统及产品设计研究,使得技术与标准相结合;加强频谱技术及候选频段的研究工作,尽早确定我国5G候选频段,引导产业发展;积极推动5G在车联网、工业互联网等方面的结合,为后续5G试验等工作奠定基础;同时,作为政府与企业的桥梁,发挥好平台作用,在支撑国家重大专项实施及国家合作中,发挥重要作用。

截至目前,推进组阶段性研究成果都是以白皮书形式进行总结和推广。在会上,推进组发布了《5G无线技术架构》和《5G网络技术架构》白皮书。之前,在2014年5月发布了《5G愿景与需求白皮书》,2015年2月发布了《5G概念白皮书》。

《5G无线技术架构》白皮书提出,5G将基于统一的空口技术框架,沿着5G新空口(含低频和高频)及4G演进两条技术路线,依托新型多址、大规模天线、超密集组网和全频谱接入等核心技术,通过灵活地技术与参数配置,形成面向连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接等场景的空口技术方案,从而全面满足2020年及未来的移动互联网和物联网业务需求。

《5G网络技术架构》白皮书提出,5G网络将以全新型网络结构及SDN/NFV构建的平台为主要特征。基于控制转发分离和控制功能重构技术设计新型网络架构,提高网络面向5G复杂场景下的整体接入性能;基于虚拟化技术按需编排网络资源,实现网络切片和灵活部署,满足端到端的业务体验和高效的网络运营需求。

设立全球统一标准已经形成共识

5G要满足人与人、物与物、人与物间的通信,如果没有统一的技术,是无法大面积地实现互联的,统一标准的好处,一是终端、系统的成本会下降,二是有利于全球漫游。

5G的需求及关键技术指标(KPI)已基本确定,并将5G需求扩大到物联网领域。5G国际电联将5G应用场景划分为移动互联网场景和物联网两大类场景,各个国家均认为5G除了支持移动互联网的发展,还将解决机器海量无线通信需求,极大促进车联网、工业互联网等领域的发展。目前看,亚洲国家市场移动互联网与物联网并重,欧洲则更加强调5G解决物联网的问题。为此,5G将会成为构建未来信息社会重要的基础设施。

对于形成全球统一的5G技术标准,业界已形成共识。我国也在多种场合下表示,中国积极推动全球统一5G标准,并力争成为5G标准的主导者之一。华为无线产品线战略总监余泉对《中国电子报》记者表示:“5G要满足人与人、物与物、人与物间的通信,这些通信不都是通过互联网的,有一些是设备间直接连接,如果没有统一的技术,是无法大面积地实现互联的。所以统一标准后有很大好处,一是终端、系统的成本会下降,二是有利于全球漫游。”

目前,5G的技术路线与框架逐步取得共识,但仍存在不同的见解。5G的总体技术路线分为两个分支,包括蜂窝移动通信和无线局域网。目前看802.11ax在5G产业中的力量和位置都无法与蜂窝移动通信相比。在蜂窝技术路线中,又区分为全新无线空口和4G演进空口。业界普遍认为4G演进空口能够一定程度上满足移动互联网的需求,全新无线空口重点解决物联网场景。

但业界在5G技术的创新性和演进性方面存在差异,表现为5G无线新空口与4G演进空口的侧重与适用范围,以及低频段(6GHz以下)与高频段(6GHz以上)的结合,存在较大争议。一种观点认为(演进为主):5G高频段、新空口重点解决物联网场景,在低频段主要采用LTE演进技术来满足移动互联网,在低频段不需要新空口。我国认为5G无线技术具有较大的创新空间(创新为主),低频、高频段采用统一的全新空口技术框架,根据频段、场景进行调整,形成低频和高频两种不同的技术方案,以满足移动互联网、物联网多种场景的技术需求。

对于支撑5G无线技术的关键技术,我国IMT-2020(5G)推进组提出了“4+1”的关键技术,包括“大规模天线、新型多址、密集组网、全频段技术”+全新网络架构。这些技术国内外有相对共识,但各个企业会有所侧重。

频率是移动通信发展的基础,也是决定其成败的关键。一方面我国面向2020年还存在500MHz以上的频率缺口,需要在WRC-15大会上积极争取。另一方面,面向5G大流量、高密度,需要有300MHz以上连续频谱的支持,我国希望最好能够在4~6GHz频段内能够寻找到适合的频谱,同时在6GHz以上的频段积极开展频率规划研究工作。