抢占5G制高点 加快频谱与技术研究进程

 中国电子报、电子信息产业网  作者:刘晶
发布时间:2015-09-21
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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”。目前全球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。中国希望实现“5G引领”,就须在关键点上加快步伐。

欲5G全球首发 须加速频谱规划

频谱作为5G战略目标的核心内容,是形成5G全球统一标准的必要部分。

2015年世界无线电大会开幕在即,在6GHz以下频段为第五代移动通信系统(5G)寻找频谱资源,是这次大会的首要议题。然而,大会尚未举行,各国已经迫不及待地开展将6GHz以上的频段用在未来5G上的相关研究。

国家无线电监测中心/国家无线电频谱管理中心(以下简称“中心”)是中国IMT-2020推进组频谱工作组组长单位。中心副主任兼总工程师李景春告诉记者:“6GHz以上频谱资源已成为‘香饽饽’,各国争相布局,蓄势待发,争夺最有利于本国的黄金频段。”

在2015年5月28日举办的IMT-2020(5G)峰会上,工业和信息化部总工程师张峰表示,我国高度重视5G的应用与发展,大力开展技术研发,不断加强国际合作,完善协同推进机制,在5G概念和技术框架、关键技术研发、标准及频谱研究等方面取得了一定进展。

在中国IMT-2020推进组框架下,近年来,我国组织开展了一系列研究工作。其中就有由中心牵头,负责5G面向2030年的频谱需求估算,6GHz~100GHz高频段候选频段优先级研究等工作。

5G频率规划将由高频段、低频段搭配组成。其中,低频段(6GHz以下)仍然是5G系统的核心频段;高频段(6GHz以上)是5G重要补充频段。目前,已初步完成增强的移动宽带场景下的低频、高频需求预测,物联网和车联网应用场景的频谱需求正在研究之中。

近期,中心结合美国FCC、英国OFCOM、欧洲CEPT等国际研究新动态,并通过国内相关技术协调会议,进一步凝练了我国6GHz~100GHz范围内的5G候选频段。

“频谱作为5G战略目标的核心内容,是形成5G全球统一标准的必要部分,必须及早谋划,确保资源先行。这些工作,为加快5G频率规划出台打好了坚实基础,对实现我国‘5G引领’、‘5G产业领头羊’、‘5G全球首发’的战略目标具有重要意义。”中心副总工程师黄标说。

加快标准化研发进程

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(第三代合作伙伴计划)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上,对面向2020年的移动通信业务争取新的频谱。

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际合作中,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。

《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,通过灵活的技术与参数配置,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。

华为无线产品线战略总监余泉表示,华为5G研发从2009年开始,现在在全球有9个研究中心,大约有500个研究人员做信息理论、数学和算法、工艺与基础材料以及技术的研究,预计到2018年会投入6亿美元用于研发,其中不包括产品开发费用。华为的新空口技术,在同样的天线数和频谱带宽下,频谱效率有3倍的提升。有的同行用多天线来提升频谱效率。中兴首席科学家向际鹰表示,目前我国发展5G,在关键器件上,主要是芯片和射频上还需要加强。中兴从2012年开始在5G基站芯片上做大量投入,目前已经有了矢量处理芯片,我们称之为Pro5G芯片,从中兴来看,基站芯片的问题已经解决,但非常高频段的射频器件还要依赖国外。

设立全球统一标准

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。

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。余泉表示:“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,以及低频段与高频段的结合,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。

 

 

 


来源:中国电子报、电子信息产业网            责任编辑:侯沁
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