目前,我國5G研發(fā)已經(jīng)進入到第二階段試驗,主要測試技術(shù)方案的集成度和可實現(xiàn)性,對5G性能、指標進行試驗。
2016年年初,我國啟動了5G技術(shù)研發(fā)試驗,分為兩個階段。
2016年9月15日,我國完成的5G第一階段技術(shù)研發(fā)試驗,針對5G潛在關(guān)鍵技術(shù)開展技術(shù)驗證和測試,促成5G關(guān)鍵技術(shù)性標準共識的形成,華為、中興、大唐、愛立信、諾基亞等7個廠家參與測試。
第一階段技術(shù)研發(fā)試驗驗證了大規(guī)模天線、新型多址、超密集組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)切片、移動邊緣計算、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用戶體驗速率、毫秒級端到端時延、每平方公里百萬連接等多樣化5G場景需求的技術(shù)可行性。
5G主要面向移動互聯(lián)網(wǎng)、低時延高可靠和低功耗大連接三大5G典型場景,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。
5G技術(shù)研發(fā)試驗第二階段,測試將基于統(tǒng)一的試驗平臺、統(tǒng)一頻率、統(tǒng)一設(shè)備和測試規(guī)范開展,針對各廠商面向5G移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應(yīng)用場景的技術(shù)方案進行驗證。同時,此階段將引導芯片、儀表廠商參與,開展產(chǎn)業(yè)鏈的對接測試。
5G宏微混合組網(wǎng)測試場景
自2012年底到現(xiàn)在,我國和國際同步啟動5G研發(fā),成立了IMT-2020(5G)推進組,現(xiàn)有56個成員,涵蓋國內(nèi)外移動通信產(chǎn)學研用單位, 5G技術(shù)研發(fā)試驗全力支持在ITU和3GPP框架下研制全球統(tǒng)一的5G技術(shù)標準,支撐2020年5G商用。
業(yè)界預計,中國在2020年將部署超過1萬個5G商用基站。
此外,我國加快了5G頻率的規(guī)劃。2016年,無線電管理部門批復了在3.4-3.6GHz頻段開展5G系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)試驗。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。我國5G測試目標之一是加強全球協(xié)調(diào)一致的5G頻率,在重點推動低頻段的同時,加強高頻段頻譜研究。
而歐盟于2016年發(fā)布5G行動計劃和頻率規(guī)劃;2018年啟動5G規(guī)模試驗,力爭2020年實現(xiàn)5G為垂直行業(yè)服務(wù);并啟動了5G PPP、METIS等項目;
美國組織5G American開展5G研究;2016年7月發(fā)布5G高頻頻段,投入4億美元支持5G試驗及研發(fā); 2017年,Verizon將啟動部分5G “商用”。
日本成立了5G移動通信推進論壇(5GMF);2017年啟動5G技術(shù)試驗等工作;2020年7月,東京奧運會實現(xiàn)5G商用;NTT DoCoMo展開了5G技術(shù)驗證。
韓國啟動GIGA Korea項目,成立韓國5G論壇,2015年發(fā)布5G國家戰(zhàn)略,投入1.6萬億韓元(約14.3億美元), 2018年初,冬奧會啟動5G預商用試驗。
目前,我國在5G愿景、需求、概念、無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)等方面,都取得了一系列積極進展,主要觀點在國際上也得到了同行的認可。
可以發(fā)現(xiàn),我國5G商用推進進程幾乎與ITU、3GPP的5G標準化時間表保持一致:
3GPP將在2017年12月完成Rel.15非獨立組網(wǎng)5G新空口技術(shù)標準化,以及完成5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標準化,滿足美韓日激進運營商需求;
2018年6月完成獨立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標準化,支持eMBB和uRLLC兩大場景,滿足2020年5G初期商用需求;
2019年9月,支持eMBB、mMTC、uRLLC三大場景, 滿足全部ITU技術(shù)要求。
在MWC2017上,中國移動發(fā)布了5G商用規(guī)劃,2017年將啟動5G外場試驗,2018年啟動5G網(wǎng)絡(luò)預商用試驗,在2019年進行商用化規(guī)模試驗,力爭在2020年實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模商用的目標。而面向目標網(wǎng)絡(luò)的NovoNet試驗網(wǎng),預計2018年啟動規(guī)模商用,2020年實現(xiàn)主要網(wǎng)元的網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化。
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中國5G技術(shù)研發(fā)試驗第二階段于2016年9月啟動,由IMT-2020(5G)推進組具體組織實施,測試組由中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、都科摩、中國信通院組成,測試針對移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應(yīng)用場景的技術(shù)方案進行驗證,主要包括:
連續(xù)廣覆蓋場景、低時延高可靠場景、低功耗大連接場景、熱點高容量(低頻)場景、熱點高容量(高頻)場景、高低頻混合場景與其他混合場景共七大場景的性能測試,同時還有多方互通對接測試。
第二階段試驗針對5G技術(shù)需求,驗證不同廠商5G技術(shù)方案性能,支撐5G國際標準研制,將引入國內(nèi)外芯片和儀表廠商,共同推動5G產(chǎn)業(yè)鏈成熟。預計到2017年底,第二階段試驗完成。
值得注意的是,不同場景的技術(shù)方案將基于統(tǒng)一的技術(shù)框架進行設(shè)計。由于5G技術(shù)框架應(yīng)當具有統(tǒng)一、靈活、可配置的特點,因此,基于不同場景的技術(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。
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目前,第二階段測試在北京懷柔規(guī)劃了全球最大的5G試驗外場,完成了30個站的站址規(guī)劃,可滿足6家系統(tǒng)廠商的外場單站及組網(wǎng)性能測試需求。同時,展訊、MTK等芯片企業(yè),是德科技、羅德與施瓦茨、大唐聯(lián)儀、星河亮點等儀表企業(yè)也參與測試。
在上海浦東,中國移動通過5G C-Band 5站密集城區(qū)連續(xù)組網(wǎng),C-Band峰值速率可達4Gbps,拉遠覆蓋可達1.5公里,平均吞吐率達到1.7Gbps。
在廣州番禹,中國移動初步選出7個站點作為備選測試區(qū)域,主測站點為廣東工業(yè)大學教學五號樓站點。
與此同時,中國移動成立了5G聯(lián)合創(chuàng)新中心,推進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,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)、云端機器人、虛擬/增強現(xiàn)實等6大領(lǐng)域工作,啟動了30+個聯(lián)合創(chuàng)新項目。
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基于上述所構(gòu)建的北京懷柔外場測試環(huán)境,華為、大唐等開展了3.5GHz 5G新空口下外場性能測試。
在外場性能測試中, 華為基于統(tǒng)一空口的解決方案完成了連續(xù)廣域覆蓋、低時延高可靠、低功耗大連接和混合場景的外場性能測試,分別實現(xiàn)了10Gbps峰值速率、小于1ms的空口時延和大于100萬連接的5G關(guān)鍵性能指標需求。
為驗證華為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)開展了互通對接測試,基于第三方測試儀表驗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)。
大唐啟動了3.5GHz 頻段5G外場速率與覆蓋能力測試、宏基站和密集覆蓋小基站之間的切換,以及針對未來融合組網(wǎng)的覆蓋對比驗證。目前,已完成室外定點速率、移動拉遠及4G/5G覆蓋對比、宏微基站切換等測試場景。測試中,核心網(wǎng)采用統(tǒng)一的虛擬化云平臺,可以滿足5G的多樣化場景,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。
大唐的懷柔首站在2月底完成建設(shè),包含一個支持大規(guī)模天線的宏站,以及兩個燈桿小站,進行了宏微立體覆蓋場景搭建,實現(xiàn)了宏微協(xié)同組網(wǎng)和雙連接等功能,具備了5G立體組網(wǎng)的典型驗證環(huán)境。
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作為5G技術(shù)試驗基地,懷柔試驗網(wǎng)環(huán)境將持續(xù)建設(shè),后續(xù)大唐將逐步開展低時延高可靠、低功耗大連接等更多場景的測試,并將在年底形成5~7個站的小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,支持后續(xù)的組網(wǎng)性能驗證。
值得一提的是,大唐在5G基站覆蓋能力測試中,通過大規(guī)模天線技術(shù),在3.5GHz頻段下測試保持100Mbps下載速率的環(huán)境中,覆蓋距離超過2km,達到與2.6GHz頻段4G基站相近的覆蓋能力。
這意味著,電信運營商在面向不確定的5G時代,將能夠有計劃的規(guī)劃各階段資金投入以實現(xiàn)不同時期5G網(wǎng)絡(luò)的階段性部署,綜合考量CAPEX、OPEX與利潤率等因素。目前,國內(nèi)相關(guān)運營商明確了將對5G投資資金進行準備。
在5G時代的超密集組網(wǎng)中,既要考慮網(wǎng)絡(luò)的覆蓋與協(xié)作,動態(tài)小區(qū)干擾與網(wǎng)絡(luò)性能,端到端的無縫連接,又要滿足大連接的海量以及對速率、時延的需求,從業(yè)務(wù)應(yīng)用層需要從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、切片能力、邊緣計算等提出了新的要求。
因此,大唐聯(lián)手中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心,成立了5G無線網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實驗室,開展5G融合的網(wǎng)絡(luò)與云計算技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、科研信息化等各類關(guān)鍵技術(shù)試驗;聯(lián)合高通、英特爾、是德科技、中國汽車工程研究院等產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)合作伙伴,構(gòu)建終端、芯片、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、測試儀表等產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,在AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等業(yè)務(wù)應(yīng)用方面開展了跨行業(yè)合作,支撐特色業(yè)務(wù)的端到端試驗。
作為IMT-2020的核心成員,大唐牽頭了多個5G關(guān)鍵技術(shù)方向的研究與標準化推進工作。2011年開始就啟動了5G關(guān)鍵技術(shù)研究與儲備;2016年上半年,展示了Massive MIMO超大規(guī)模天線技術(shù)、PDMA新型多址接入技術(shù)和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù);2016年下半年,大唐發(fā)布了LTE-V技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)芯片級預商用產(chǎn)品。
此外,大唐最近還驗證了NB-IoT/eMTC(TDD/FDD)多模基站與異廠家NB-IoT核心網(wǎng)的兼容性,并完成了與多個終端芯片廠商實現(xiàn)了端到端業(yè)務(wù)測試。