5G空口存疑 革新还是4G演进?

2015-06-11 12:04:00
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原创 1466
摘要:目前,国际上5G相关的第一阶段工作已接近尾声,5G标准制定前的主体研究工作已基本完成,愿景与需求基本明确。3GPP(第三代合作伙伴计划)将于今年9月启动第一次5G技术研讨会,随后5G标准制定工作将正式启动。

目前,国际上5G相关的第一阶段工作已接近尾声,5G标准制定前的主体研究工作已基本完成,愿景与需求基本明确。3GPP(第三代合作伙伴计划)将于今年9月启动第一次5G技术研讨会,随后5G标准制定工作将正式启动。

5G空口存疑 革新还是4G演进?

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。

标准制定的前夜,5G进程正在加速,各个国家与企业纷纷加快进行战略部署,力争抢占产业和技术制高点。虽然全球将采用统一的5G技术标准已经形成共识,是在具体关键技术路线与频率方面,分歧依旧存在。

白皮书

5G进程加速

作为全球权威性的政府性组织,ITU(国际电信联盟)已经完成5G标准制定前的基本工作,在需求与愿景方面,已确定用户体验数据速率、峰值数据速 率、频谱效率、移动性、时延、连接数密度、能量效率和区域流量密度等八项5G关键性能指标,具体指标值有望在今年6月全部明确。在技术方面,ITU推出的 报告中归纳了非正交多址接入、大规模多天线、超密集组网等5G潜在关键技术。

与此前一样,切实的5G标准化制定工作还将依托3GPP为主要平台,3GPP在今年3月制定了初步的5G标准化工作时间表,并计划于今年9月召开 5G无线接入技术研讨会,同时启动6GHz以上频段的信道建模立项工作。此外,3GPP还将在今年12月开展5G需求与无线接入研究范围的立项工作,随后 启动5G技术方案评估和标准制定,最终在2020年2月向ITU提交技术标准规范。

国际化标准组织的工作按部就班推进,而国际上的主要国家和地区也在加快5G研发部署,力争占领战略高地。

欧盟依托第七框架计划启动了METIS和5G-PPP等多个重大项目,预计研发经费超过14亿欧元。其中,METIS一期已经结束,形成了信道建 模、新无线接入方案、多天线传输技术性能分析、网络级解决方案、5G仿真和评估等一系列报告,并完成了对样机的部分测试。根据计划,METIS二期也将于 近期正式启动。

韩国此前曾表示要在2018年冬奥会上率先商用5G,因此韩国的5G步伐在国际上也属于第一梯队。韩国政府预计未来7年(2014-2020年)将 在5G上总共投入约15.7亿美元,力争成为全球首个5G商业化国家。按照其预定计划,今年年底将完成5G验证与演示,2017年年底启动5G实验网建 设,2020年年底全面实现商用。

美日方面,美国将继续依托4G Americas组织开展5G研究,而日本则基于标准化组织ARIB组建了5GMF(5G移动通信推进论坛),并于今年4月完成了5G总体验证测试的相关工作。

以“3G追赶、4G同行、5G引领”为目标的中国对5G的重视程度也非常高,启动了5G相关的863计划项目和重大专项项目,还建立了开展国际交流 与合作的重要平台IMT-2020(5G)推进组。在今年的IMT-2020(5G)峰会上,推进组发布了《5G无线技术架构》和《5G网络技术架构》白 皮书。此前推进组还发布了《5G愿景与需求白皮书》和《5G概念白皮书》。

中国信息通信研究院院长、IMT-2020(5G)推进组组长曹淑敏表示:“5G国际标准化研究即将开启,推进组将组织做好5G技术、标准及频谱等 研究工作,推动形成全球统一5G技术标准。同时,5G发展应突出需求引领,使5G技术尽早与行业深度融合,创新5G发展模式。”

全球统一标准已成共识

与3G、4G时代多个标准共存不同,全球制定统一的5G技术标准,已经成为业界共识,各国际组织与企业对外也都传递出这样的信息。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。

“5G将会形成全球统一的技术标准,形成区域性或者国家性标准的可能性已经微乎其微,与五六年前相比,现在的国际标准制定环境更加开放,心态也更加平和了。”中兴通讯首席科学家向际鹰接受《通信产业报》(网)记者采访时表示。

5G未来将面向移动互联网与物联网,虽然各国对于5G需求不尽相同,但是却有一个共同点,就是对5G期望都很高,这直接导致5G技术难度的大幅提 升,融合现有技术和多种新技术成为发展方向,而全球协作推出统一标准便成了共赢的选择。“目前看,亚洲国家是移动互联网与物联网并重,而欧洲则更强调通过 5G解决物联网问题,共同点则是5G都会成为构建未来信息社会的重要基础设施。”IMT-2020(5G)推进组组长曹淑敏表示。

华为无线产品线战略总监余泉则表示,5G网络需要具备1ms时延的能力,人与人、物与物、人与物间的直接通信是主要方向之一,这种不经过网络的通信 方式如果没有统一的标准,是无法实现互联的。同时,全球统一的标准还将带来其他好处,例如规模效应带来的终端及系统设备的成本下降,全球范围的国际漫游 等。

技术观点尚存分歧

目前,全球已在5G需求与愿景方面取得较高的共识,在技术路线和网络架构上也已经明确了几个主要的方向,但是整体来看,业内在5G的诸多领域还存在不同的见解。

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。目前来看,802.11ax在5G产业中的力量和地位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演进空口两种。业界普遍认为4G演进空口能够在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。具体到5G技术的创新性和演进性方面,业界存在较大分歧。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)的结合问题,存在较大争议。

一种以演进为主的观点认为,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。而另 一种以创新为主的观点认为,5G无线技术具有较大的创新空间,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”。这些技术在国内外形成了相对共识,但各个企业会有所侧重。

在5G网络架构方面,业内普遍认为需要基于SDN/NFV的平台技术,实现新型网络架构,特别是如何适应物联网等多样化场景的问题。余泉表示,5G 是万物互联的第一步,云化的网络架构是其重要的组成部分,引入了SDN/NFV概念的切片式网络可以满足不同场景对带宽、时延的要求。

除此之外,频率是5G绕不开的话题,是决定其成败的关键。面向5G大流量、高密度的需求,要有300MHz以上的连续频谱作为支持,我国认为最好在4-6GHz频段内寻找到适合的频谱,同时在6GHz以上的频段开展频率规划研究工作。

至于频谱效率与峰值速率,国际上还没有达成一致,ITU需求组初步分析表明,频谱效率提升的倍数与应用场景息息相关,即不同场景下的目标值应当是不 同的,较为流行的观点是频谱效率相对于IMT-Advanced系统应提升3-5倍。ITU目前暂定的5G峰值速率目标值为20Gbps,但是由于不确定 单一用户能否被分配足够多的频率资源,我国坚持认为这一目标设定为10Gbps更为妥当。

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