文/趙宇
隨著運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，NB-IoT/eMTC將商用使能垂直行業(yè)，網(wǎng)聯(lián)汽車推動(dòng)C-V2X發(fā)展，以及業(yè)界對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等展開深入探索和部署，預(yù)示著面向5G商用更進(jìn)一步。
與此同時(shí)，3GPP也加速了5G標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)階段的進(jìn)程：
2017年12月完成Rel.15非獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及完成5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化，滿足美韓日激進(jìn)運(yùn)營(yíng)商需求；
2018年6月完成獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化，支持eMBB和uRLLC兩大場(chǎng)景，滿足2020年5G初期商用需求；
2019年9月，支持增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB)、海量物聯(lián)（mMTC）、高可靠通信（uRLLC）三大場(chǎng)景， 滿足全部ITU技術(shù)要求。
NB-IoT商用是進(jìn)入5G時(shí)代的信號(hào)
在國(guó)際上，歐盟2018年啟動(dòng)5G規(guī)模試驗(yàn)，力爭(zhēng)2020年實(shí)現(xiàn)5G為垂直行業(yè)服務(wù)；2017年， Verizon在美國(guó)將啟動(dòng)部分5G “商用”；2018年初，韓國(guó)冬奧會(huì)啟動(dòng)5G預(yù)商用試驗(yàn)；2020年7月，東京奧運(yùn)會(huì)實(shí)現(xiàn)5G商用。
在我國(guó)《十三五規(guī)劃綱要》中提及，積極推進(jìn)第五代移動(dòng)通信（5G）和超寬帶關(guān)鍵技術(shù)研究，啟動(dòng)5G商用。也就是說，中國(guó)將不會(huì)晚于2020年展開5G的正式商用。
目前，4G演進(jìn)將滿足大部分5G需求。5G 新空口滿足了所有需求，但不考慮后向兼容。因此，中國(guó)在2020年商用5G將采用全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)，商用運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)極小。
據(jù)媒體報(bào)道，我國(guó)首批5G外場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)城市近期公布，包括了寧波、上海、廣州和蘇州，預(yù)示著我國(guó)5G商用進(jìn)程的加速。5月12日，中國(guó)電信再次明確3億元補(bǔ)貼NB-IoT/Cat.1等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，5月底建成國(guó)內(nèi)首個(gè)全球連接管理平臺(tái)；中國(guó)聯(lián)通于5月15日啟動(dòng)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)試商用，并組建中國(guó)聯(lián)通NB-IoT終端產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟……這表明海量連接、安全的5G時(shí)代即將來臨，其背后是運(yùn)營(yíng)商面向數(shù)字經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型與努力。
與此同時(shí)，三大運(yùn)營(yíng)商在2015年之后面向未來的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，如中國(guó)移動(dòng)的NovoNet2020、中國(guó)聯(lián)通的CUBE-Net，以及中國(guó)電信的CTNet2025。此前，中國(guó)電信基于SDN/NFV提出了5G“三朵云”架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)功能模塊化、軟件化，控制面與用戶面分離等，其核心理念被3GPP接受。
我國(guó)5G商用進(jìn)程與3GPP標(biāo)準(zhǔn)化同步
自2012年底到現(xiàn)在，我國(guó)和國(guó)際同步啟動(dòng)5G研發(fā)，成立了IMT-2020(5G)推進(jìn)組，涵蓋國(guó)內(nèi)外移動(dòng)通信產(chǎn)學(xué)研用單位，5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)全力支持在ITU和3GPP框架下研制全球統(tǒng)一的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，支撐2020年5G商用。
2016年年初，我國(guó)啟動(dòng)了5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，分為兩個(gè)階段。目前，我國(guó)5G研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入到第二階段試驗(yàn)，主要測(cè)試技術(shù)方案的集成度和可實(shí)現(xiàn)性，對(duì)5G性能、指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。2016年9月15日，我國(guó)完成的5G第一階段技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，華為、愛立信、中興、大唐、諾基亞上海貝爾、三星和英特爾7個(gè)廠家參與測(cè)試。
第一階段技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)驗(yàn)證了大規(guī)模天線、新型多址、超密集組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)切片、移動(dòng)邊緣計(jì)算、控制承載分離和網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)在支持Gbps用戶體驗(yàn)速率、毫秒級(jí)端到端時(shí)延、每平方公里百萬連接等多樣化5G場(chǎng)景需求的技術(shù)可行性。
測(cè)試結(jié)果基本符合預(yù)期：
相對(duì)于LTE-A，大規(guī)模天線可實(shí)現(xiàn)3~4的頻譜效率提升；
結(jié)合多址、編碼等關(guān)鍵技術(shù)，可滿足ITU頻譜效率指標(biāo)（3-5倍）提升需求；
相比于LTE，采用新型多址技術(shù)可獲得86%以上的下行頻譜效率提升和3倍上行用戶連接能力提升；
相比于傳統(tǒng)的Turbo碼，極化碼在靜止和移動(dòng)場(chǎng)景下可獲得0.3~ 0.6 dB 的性能提升，同時(shí)，與高頻段通信結(jié)合可實(shí)現(xiàn)>20Gbps的數(shù)據(jù)傳輸能力，驗(yàn)證Polar Code能夠很好地支持ITU定義三大場(chǎng)景；
驗(yàn)證了高頻段技術(shù)方案的可行性，同時(shí)，證明了利用高頻通信技術(shù)可滿足10-20 Gbps的ITU峰值速率指標(biāo)要求；
5G系統(tǒng)在統(tǒng)一技術(shù)框架基礎(chǔ)上支持不同場(chǎng)景差異化技術(shù)方案的需求。
第二階段：展開多場(chǎng)景測(cè)試
5G主要面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、低時(shí)延高可靠和低功耗大連接三大5G典型場(chǎng)景，涉及無線空口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)方案的研發(fā)與試驗(yàn)。我國(guó)5G測(cè)試目標(biāo)之一是加強(qiáng)全球協(xié)調(diào)一致的5G頻率，在重點(diǎn)推動(dòng)低頻段的同時(shí)，加強(qiáng)高頻段頻譜研究。
2016年，無線電管理部門批復(fù)了在3.4-3.6GHz頻段開展5G系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)。目前，工信部正在抓緊開展其他有關(guān)頻段的研究協(xié)調(diào)工作。
2016年9月，中國(guó)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)第二階段啟動(dòng)。第二階段試驗(yàn)針對(duì)5G技術(shù)需求，驗(yàn)證不同廠商5G技術(shù)方案性能，支撐5G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研制，預(yù)計(jì)到2017年底第二階段試驗(yàn)完成。
IMT-2020（5G）推進(jìn)組在三部委的支持下，由中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、都科摩、中國(guó)信通院等組成測(cè)試組，針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)方案進(jìn)行驗(yàn)證，主要包括：
連續(xù)廣覆蓋場(chǎng)景、低時(shí)延高可靠場(chǎng)景、低功耗大連接場(chǎng)景、熱點(diǎn)高容量（低頻）場(chǎng)景、熱點(diǎn)高容量（高頻）場(chǎng)景、高低頻混合場(chǎng)景與其他混合場(chǎng)景共七大場(chǎng)景的性能測(cè)試，同時(shí)還有多方互通對(duì)接測(cè)試。
值得注意的是，不同場(chǎng)景的技術(shù)方案將基于統(tǒng)一的技術(shù)框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于5G技術(shù)框架應(yīng)當(dāng)具有統(tǒng)一、靈活、可配置的特點(diǎn)，因此，基于不同場(chǎng)景的技術(shù)需求，通過關(guān)鍵技術(shù)和參數(shù)配置來形成相應(yīng)的優(yōu)化技術(shù)方案。
5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)第二階段測(cè)試基于統(tǒng)一的試驗(yàn)平臺(tái)、統(tǒng)一頻率、統(tǒng)一設(shè)備和測(cè)試規(guī)范開展，針對(duì)各廠商面向5G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)方案進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，此階段將引導(dǎo)芯片、儀表廠商參與，開展產(chǎn)業(yè)鏈的對(duì)接測(cè)試。
5G時(shí)代，需要新的商業(yè)模式
2017年年初，中國(guó)移動(dòng)發(fā)布了5G商用規(guī)劃：2017年將啟動(dòng)5G外場(chǎng)試驗(yàn)，2018年啟動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)預(yù)商用試驗(yàn)，2019年進(jìn)行商用化規(guī)模試驗(yàn)，力爭(zhēng)在2020年實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模商用的目標(biāo)。面向目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的NovoNet試驗(yàn)網(wǎng)，預(yù)計(jì)2018年啟動(dòng)規(guī)模商用，2020年實(shí)現(xiàn)主要網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。
中國(guó)移動(dòng)相關(guān)人士認(rèn)為，5G時(shí)代需要提前把握怎樣根據(jù)需求定制網(wǎng)絡(luò)切片、參數(shù)設(shè)置，確保5G網(wǎng)絡(luò)是可運(yùn)營(yíng)、可管理。同時(shí)，對(duì)于融合創(chuàng)新，要強(qiáng)化跟垂直行業(yè)的合作，不僅僅研究新的業(yè)務(wù)，還要研究新的商業(yè)模式。
目前，在北京懷柔規(guī)劃的全球最大的5G試驗(yàn)外場(chǎng)，完成了30個(gè)站的站址規(guī)劃，可滿足6家系統(tǒng)廠商的外場(chǎng)單站及組網(wǎng)性能測(cè)試需求。同時(shí)，展訊、MTK等芯片企業(yè)，是德科技、羅德與施瓦茨、大唐聯(lián)儀、星河亮點(diǎn)等儀表企業(yè)也參與測(cè)試。
在上海浦東，中國(guó)移動(dòng)通過5G C-Band 5站密集城區(qū)連續(xù)組網(wǎng)，C-Band峰值速率可達(dá)4Gbps，拉遠(yuǎn)覆蓋可達(dá)1.5公里，平均吞吐率達(dá)到1.7Gbps。
在廣州番禹，中國(guó)移動(dòng)初步選出7個(gè)站點(diǎn)作為備選測(cè)試區(qū)域，主測(cè)站點(diǎn)為廣東工業(yè)大學(xué)教學(xué)五號(hào)樓站點(diǎn)。
此外，中國(guó)移動(dòng)成立了5G聯(lián)合創(chuàng)新中心，推進(jìn)5G通信技術(shù)成熟，孵化創(chuàng)新應(yīng)用，構(gòu)建共贏生態(tài)為目標(biāo)，開展涉及基礎(chǔ)通信能力、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云端機(jī)器人、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等6大領(lǐng)域工作，啟動(dòng)了30+個(gè)聯(lián)合創(chuàng)新項(xiàng)目。與此同時(shí)，在擔(dān)任3GPP RAN全會(huì)副主席和RAN2副主席的同時(shí)，中國(guó)移動(dòng)牽頭了5G相關(guān)立項(xiàng)，并申請(qǐng)5G相關(guān)專利450+項(xiàng)。
中國(guó)電信根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)特征，主導(dǎo)了移動(dòng)大視頻、多網(wǎng)融合等多項(xiàng)5G相關(guān)的3GPP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并構(gòu)建了5G技術(shù)仿真評(píng)估體系。中國(guó)聯(lián)通也面向5G成立了開放實(shí)驗(yàn)室，對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與能力、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)展開研究合作。
國(guó)產(chǎn)芯片5G時(shí)代將不再落后
面向2020年的500億連接將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，只有5G網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)新的信息形態(tài)、提升業(yè)務(wù)效率，并帶來數(shù)據(jù)增值。
在英特爾院士、通信與設(shè)備事業(yè)部無線標(biāo)準(zhǔn)首席技術(shù)專家吳耕看來，從設(shè)備端、無線技術(shù)到網(wǎng)絡(luò)端、云端，英特爾是唯一一家能夠提供5G端到端解決方案的公司。此前，英特爾收購(gòu)Mobileye顯然是為發(fā)力自動(dòng)駕駛做鋪墊。
在MWC2017上，英特爾發(fā)布了千兆級(jí)LTE Modem XMM 7560，同時(shí)面對(duì)移動(dòng)邊緣計(jì)算，英特爾提供了凌動(dòng)C3000、至強(qiáng)D-1500、25 GbE以太網(wǎng)適配器XXV710等產(chǎn)品組合。
高通也是在MWC2017前夕發(fā)布了5G Modem驍龍 X50，通過單芯片實(shí)現(xiàn)2G/3G/4G/5G多模功能，以支持在6GHz以下和多頻段毫米波。2017年下半年，中國(guó)移動(dòng)、高通和中興將開展5G新空口試驗(yàn)，基于符合3GPP規(guī)范的試驗(yàn)和互操作性試驗(yàn)勢(shì)必會(huì)加速5G的大規(guī)模部署。
高通中國(guó)區(qū)董事長(zhǎng)孟樸認(rèn)為，智能化、自主化、網(wǎng)絡(luò)化及互聯(lián)化是移動(dòng)技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)，未來的5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)為“大連接時(shí)代”的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源以及連接提供一個(gè)一體化的分布式平臺(tái)。
英特爾的盟友——中國(guó)芯片商展訊基于Rel.15將在2019年推出第一顆5G芯片，2020年推出真正意義上的5G（Rel.16）芯片。
展訊CEO李力游表示，2G時(shí)代展訊落后高通10年，3G時(shí)代展訊落后高通5年，LTE時(shí)代展訊落后高通1~2年，5G時(shí)代“我們落后高通1~2個(gè)月或者是1~2天，”甚至有可能超過1~2秒。這不光是展訊的進(jìn)步，也是我們國(guó)家半導(dǎo)體設(shè)計(jì)水平的進(jìn)步，包括最近航母下水，差距也越來越小。
值得注意的是，不僅僅是華為、中興等傳統(tǒng)通信大廠展開了5G研發(fā)，包括vivo這類終端廠商也展開了5G的研究部署，同時(shí)通過HPUE提升TD-LTE終端的上行體驗(yàn)�；赥DD，軟銀在美國(guó)弗吉尼亞進(jìn)行Band41 HPUE外場(chǎng)測(cè)試，小區(qū)容量提升11%，覆蓋范圍提升16%；Sprint聯(lián)合諾基亞和摩托羅拉，通過驍龍 X16 Modem進(jìn)行千兆級(jí)LTE測(cè)試，下行網(wǎng)速達(dá)到705Mbps……這一切雖是4G終端的性能提升，但實(shí)質(zhì)是為5G打下基礎(chǔ)。
5G時(shí)代：網(wǎng)隨云動(dòng)
基于上述所構(gòu)建的北京懷柔外場(chǎng)測(cè)試環(huán)境，華為、大唐等開展了3.5GHz 5G新空口下外場(chǎng)性能測(cè)試。
在外場(chǎng)性能測(cè)試中， 華為基于統(tǒng)一空口的解決方案完成了連續(xù)廣域覆蓋、低時(shí)延高可靠、低功耗大連接和混合場(chǎng)景的外場(chǎng)性能測(cè)試，分別實(shí)現(xiàn)了10Gbps峰值速率、小于1ms的空口時(shí)延和大于100萬連接的5G關(guān)鍵性能指標(biāo)需求。
為驗(yàn)證華為5G新空口技術(shù)方案，華為5G原型系統(tǒng)與羅德與施瓦茨、是德科技和大唐聯(lián)儀等儀表企業(yè)開展了互通對(duì)接測(cè)試，基于第三方測(cè)試儀表驗(yàn)證了華為新空口技術(shù)方案中的參數(shù)集、幀結(jié)構(gòu)和新波形等技術(shù)。
在華為相關(guān)人士眼中，運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)力在于：用戶需求決定網(wǎng)隨云動(dòng)，以及運(yùn)營(yíng)商自身希望降本增效。5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的可視化、容災(zāi)、彈性，以及業(yè)務(wù)應(yīng)用上線交付的生命周期提出了新的需求，當(dāng)時(shí)還要具備低時(shí)延、高可靠等特性。因此，不難理解華為通過Cloud Edge+Cloud RAN+Cloud Air是希望構(gòu)建一張全面云化的網(wǎng)絡(luò)。
上個(gè)月，中國(guó)聯(lián)通廣東分公司開通國(guó)內(nèi)首個(gè)5G試點(diǎn)，合作伙伴愛立信在現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)了基于雙頻段無線點(diǎn)系統(tǒng)1Gbps現(xiàn)網(wǎng)傳輸測(cè)試與演示。此前，愛立信與中國(guó)移動(dòng)完成了運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)控制的5G原型系統(tǒng)無人機(jī)外場(chǎng)測(cè)試；合作開啟針對(duì)Cloud RAN合作研發(fā)項(xiàng)目；完成了全新場(chǎng)景下的5G高頻階段性測(cè)試；與兩家國(guó)際運(yùn)營(yíng)商展開了5G聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)切片“漫游”試驗(yàn)。在2016年通信展上展示了5G無線原型機(jī)，峰值吞吐量可超過25 Gbps。
在嘉興，中國(guó)移動(dòng)與中興完成了3D-MIMO（即Pre5G Massive MIMO）商用部署及多場(chǎng)景測(cè)試驗(yàn)證。中興在嘉興部署的新一代寬頻3D-MIMO，針對(duì)高校大話務(wù)場(chǎng)景、居民高樓立體深度覆蓋等多個(gè)場(chǎng)景展開驗(yàn)證。
同樣是在懷柔外場(chǎng)，大唐啟動(dòng)了3.5GHz 頻段5G外場(chǎng)速率與覆蓋能力測(cè)試、宏基站和密集覆蓋小基站之間的切換，以及針對(duì)未來融合組網(wǎng)的覆蓋對(duì)比驗(yàn)證。目前，已完成室外定點(diǎn)速率、移動(dòng)拉遠(yuǎn)及4G/5G覆蓋對(duì)比、宏微基站切換等測(cè)試場(chǎng)景。測(cè)試中，核心網(wǎng)采用統(tǒng)一的虛擬化云平臺(tái)，可以滿足5G的多樣化場(chǎng)景，支持核心網(wǎng)功能及本地化業(yè)務(wù)的部署，平均延遲僅2-5微秒。在5G基站覆蓋能力測(cè)試中，通過大規(guī)模天線技術(shù)，在3.5GHz頻段下測(cè)試保持100Mbps下載速率的環(huán)境中，覆蓋距離超過2km，達(dá)到與2.6GHz頻段4G基站相近的覆蓋能力。
