專家把脈5G發展：技術標準化將成2016年最大亮點

本刊記者 | 黃海峰

專家把脈5G發展：技術標準化將成2016年最大亮點

本刊記者 | 黃海峰

2015年，5G明確了應用場景和關鍵指標要求，關鍵技術逐步收斂，標準化和商用時間表基本明確,可以認為啟動階段基本完成，從2016年開始進入執行階段。

愛立信東北亞區無線研發團隊負責人 ...............................王亥博士

大唐移動通信設備有限公司副總工程師 ...........................蔡月民博士

蔡月民

王亥

近日，全球5G發展迅速，熱點頻現。如我國863計劃5G研發投入破2.5億元；中國移動牽頭發起5G系統架構設計，獲全球48家企業支持，同時中國移動主導完成ITU 5G網絡標準技術指導建議書；愛立信與思科達成合作，每年投入110億美元布局5G……

諸多進展顯示，5G正處于發展關鍵時期，在標準制定、技術研究、頻譜規劃等方面都有很多熱議話題。就此，《通信世界》記者邀請電信設備商專家，把脈5G產業發展，盤點并展望其未來發展。

系統架構設計是5G發展核心

《通信世界》：就中國移動近日主導的5G系統架構設計，貴公司如何看待其重要性和價值？在這方面貴公司研究進展如何？

王亥：愛立信與中國移動技術交流密切，彼此十分了解。中國移動的5G系統架構設計強調以用戶為中心的網絡架構。愛立信與中國移動共同參與申請了國家重大專項5G網絡架構的研發項目，承擔相關研究課題以及原型機開發工作。在5G時代，網絡架構需要創新，因為許多業務需要差異化網絡支持，尤其是低時延業務。

廣泛來說，5G技術包括兩層含義：一是后向兼容的LTE演進，二是新的無線接入技術。從技術層面看，5G是移動寬帶的增強但又超越移動寬帶的范疇，因為5G不僅支持手機高速上網業務，還要支持物聯網等業務。

蔡月民：5G系統架構設計對于5G系統是與空口設計同等重要的研究方向，是5G實現開放性、靈活性、泛在性的核心，新型系統架構才能使5G全面支撐未來社會的數字化。大唐成立了專門的組織，展開了基于SDN/NFV網絡架構和網元功能虛擬化的研究。2014年以來，大唐啟動了基于NFV技術的部分網關的研制，完成了vEPC在實驗室的功能驗證。

目前，業界在5G網絡研究方面，仍處在需求制定階段，尚未提出明確的、標準化的網絡架構，但在5G架構設計的需求以及可能的技術方面，已經形成了一些共識。在需求方面，普遍將靈活、高效、支持多樣業務、實現網絡即服務等作為設計目標；在技術方面，SDN、NFV等成為可能的基礎技術，核心網與接入網融合、移動性管理、策略管理、網絡功能重組等成為值得進一步研究的關鍵問題。后續我們將加大這方面的專項投入，展開關鍵技術研究和設備研制。

技術創新聚焦：大帶寬、低時延、高頻段

《通信世界》：5 G由M assive MIMO等多個關鍵技術組成，貴司認為哪些技術更方便實現？目前在這些關鍵技術領域研究情況如何？

王亥：Massive MIMO可以實現更高頻譜效率和系統容量，屬于5G關鍵技術。5G強調用戶體驗，能夠實現低時延的技術十分關鍵。此外，豐富的頻譜資源可支持大帶寬，業界在低頻段較難發掘更多頻段，所以將眼光轉向更高的頻段。愛立信的5G測試床是工作在15GHz頻譜之上，這是高頻段通信的有效嘗試和探索。

目前，愛立信已經在位于斯德哥爾摩的公司總部和位于普萊諾的愛立信美國公司總部建起了室內和室外5G測試網。基于此，愛立信為人和物提供更高容量的移動網絡連接。

愛立信最新實現的5G技術：一臺5G移動設備同一時間連接到多個5G蜂窩基站，這種技術被稱為5G多點連接。該技術具備高靈活性，能確保5G設備在不同蜂窩之間移動時仍能與5G網絡保持高質量連接，并實現了通過同一頻段向移動設備傳輸多組多個數據信號（多輸入多輸出、或簡稱MIMO串流），這種技術能將下行鏈路吞吐量增加一倍。

蔡月民：5G由一系列關鍵技術、應用場景、重點指標來定義。從對網絡的價值與技術可行性來看，以下技術是比較公認的重點技術。

MassiveMIMO：通過多天線技術提升5G基礎覆蓋網絡的性能及頻譜效率；大唐在多天線技術方向上有傳統優勢，牽頭IMT-2020研究項目，目前已完成樣機開發，并開始部分原理驗證。

非正交多址（PDMA等）：通過多用戶共同使用相同的時頻資源進一步提升系統容量和頻譜效率。大唐提出圖樣分割多址接入PDMA，采用不等分集度的多用戶疊加方式，應用于下行可以提升頻譜效率30%～50%，應用于上行可以提升系統頻譜效率最大到2倍左右；同時支持面調度傳輸，用于物聯網可以降低時延，并提升系統接入用戶數目3～5倍。

超密集組網技術：超密集組網重點解決話務特點的容量問題，主要包括新型網絡架構，干擾管理與抑制、空口協同技術、虛擬小區技術、無線回傳和網絡智能化方向。目前大唐在寬帶小基站開發、動態TDD、干擾協同等方向已經完成樣機開發。

低時延、高可靠通信技術：重點研究可用于車聯網自動駕駛的低時延、高可靠技術，當前開展短子幀設計和流程優化為主的時延降低技術。大唐已經完成系統方案設計，以及車機、路側基站的原理樣機開發，并開展外場試驗。

靈活頻譜共享技術：系統間的頻譜共享（廣播與IMT）以及運營商間的頻譜共享，提升頻譜利用率。當前階段重點研究免license頻段的頻譜共享技術LAA等。

中國移動和DoCoMo研發投入大

《通信世界》：目前除了中國，德國、英國、日、韓等多個運營商聯合產業鏈合作創新推動5G發展，貴司認為各運營商研究有什么不同和相同之處？如何聯合各方實現最終標準統一？

王亥：各家運營商的5G研究實力存在差異，投入力度有很明顯區別。在運營商中，中國移動和日本DoCoMo對5G關鍵技術研究投入較多、也比較深入。其他運營商貢獻更多是在需求、場景上的討論。

蔡月民：有的運營商是希望把握技術方向并率先開展商用，如日本DoCoMo等，部分運營商主要參與需求討論，并配合政府等對5G產業的整體規劃，支持技術試驗。不同的定位對技術方案的參與度不同。

最終的標準統一依賴官方和民間的共同努力。ITU及3GPP等標準化組織會致力于5G系統的標準化，按照嚴格的流程和時間表，目標是形成全球統一的5G標準。民間的努力是5G研究已經形成全球合作，各國的相應項目都對全球開放，并且都有形成全球統一標準的意愿，這是未來技術融合的基礎。

5G頻譜規劃要早做準備

《通信世界》：5G發展的挑戰被認為是技術標準未定、垂直行業參與研發少、頻譜規劃未定，您對這些挑戰如何看？您認為哪些是當前急需解決的？

王亥：2015年3GPP確定了5G研究計劃，開始5G技術需求研究，2015年9月啟動5G技術研討會，2016～2017年完成5G技術方案（標準化第一階段），2018～2019年完成5G技術規范（標準化第二階段）。因此，當前5G技術標準雖然未定，但3GPP以及ITU等國際標準組織已制定明確時間表，所以該問題不是現階段需要顧慮的。

垂直行業參與研發少是個挑戰。愛立信目前積極邀請垂直行業參與，了解垂直行業或者是其他行業對于5G時期通信的需求。愛立信在瑞典開啟5G for Sweden項目，也正把這個項目擴展到5G for Europe，就是在這方面的努力。通信行業習慣開展技術標準化，但不能寄希望所有其他行業都參與進來。因此，對于垂直行業的需求，通信行業應該主動獲取而非等待。

在頻譜規劃未定方面，2015年11月召開的世界無線電頻譜大會WRC15，就試圖在低頻段（6GHz頻段以下）發掘頻譜資源；2019年無線電頻譜大會上，業界將商討并定義6GHz以上的頻段的利用。業界需要一個全球一致的頻譜規劃，但目前全球各個運營商的無線頻譜資源都呈現碎片化特征，要整合需花費很大力氣。因此，業界應該在5G發展初期就規劃好。

蔡月民：這些挑戰是客觀存在的，也是正在積極加強的。技術標準的制定已經有比較嚴格的時間表；提升垂直行業的參與度，一方面是5G研究應該更開放，同時應該從國家或產業層面把5G與其他產業的發展與升級緊密結合，適當彌補5G標準化與處置行業需求差異化之間的鴻溝。頻譜問題也有全球、分區域以及國家級的協調，正在逐步明確，初期部署需要的低頻段會首先明確，能夠滿足5G商用啟動時的需求。

TDD或將比FDD發揮更重要作用

《通信世界》：TD-LTE運營商向5G演進相比FDD有哪些挑戰?

王亥：目前業界在討論5G到底是FDD還是TDD制式，愛立信認為未來將是靈活的組合。從現實情況看，如果頻譜比較高（3GHz以上），TDD系統合適，因為在頻譜越來越高的情況下，尋找可以運行FDD的對稱頻段很難。因此，目前只運行TD-LTE網絡的運營商，或將在5G部署中占據優勢。

蔡月民：在5G中，TDD和FDD無疑將是深度融合的，并發揮全頻譜接入的優勢。相比4G階段，TDD將發揮更加重要的作用。主要原因如下：

第一，TDD更易于在異常復雜的網絡環境下獲取無線信道信息，更好地支持大規模天線技術、超密集組網技術的應用；

第二，TDD更容易獲得大帶寬的空閑頻段，TDD適合于高頻段通信技術、靈活頻譜共享技術的應用；

第三，TDD更易于實時且靈活地調整上、下行資源配置，更好地匹配大量下載或上傳的業務突發，提升移動通信系統效率。

可以預期，面向5G，TDD傳輸方式將獲得全球移動通信業界更多的關注、研究以及商用。大唐聚焦5G的TDD優勢技術，已經完成核心技術的積累，例如大規模天線技術、超密集組網技術、高頻段通信技術、靈活頻譜共享技術等。后續大唐將積極參與標準化工作，為5G標準做出更多的貢獻。

2016年標準制定將遇不少挑戰

《通信世界》：盤點2015年，您認為5G發展取得了哪些里程碑式成績？展望2016年，5G將發展到什么階段？貴司如何規劃？（包括投資數量、人員配備、產業合作等）

王亥：2015年很重要的里程碑是ITU已經批準了5G的需求和場景，并且正式立項關于5G的標準研究。ITU、3GPP也定義了5G標準化時間表。在2015年9月召開的5G研討會上，各家公司百家爭鳴，也一致同意要在3GPP的時間表下開展5G標準化的工作。業界聚合力量同意開展5G標準化，這是2015年5G最重要的進展。

2016年將是5G在3GPP進行標準化工作的開始之年，標準化開始之后，各家公司可能都會把自己前期的研究工作展示給3GPP。各家公司可能都有自己的技術“偏好和喜好”，因為3GPP定義的時間表比較緊湊，如何讓各方互相折中、達到一個讓大家都能夠接受的5G標準，極具考驗性。

在行業合作方面，愛立信與Intel等合作伙伴一起，利用與 IOT物聯網連接的傳感器應用到葡萄酒制造業，幫助生產商深入了解數據，如土壤和空氣質量以及太陽照射強度等, 以便基于這些數據開展預測性分析、資源管理以及實時遠程監控支持活動，從而提高釀酒質量、降低成本、減少對環境的影響。

蔡月民：2015年，5G明確了應用場景和關鍵指標要求，關鍵技術逐步收斂，標準化和商用時間表基本明確，全球已經形成5G研究的高潮與合力，形成了高效開放的研究組織和項目。如果把5G作為一個全球的大研究項目，可以認為啟動階段基本完成，從2016年開始進入執行階段。2016年，標準化工作正式啟動，技術方案將快速收斂，試驗平臺加速開發，5G研究進入快車道。

大唐將5G作為未來戰略發展的核心目標，集中最優勢的研發力量投入5G研究與設備開發，在技術研究、產業推動、業務應用方向全面布局，對MassiveMIMO、PDMA、UDN等方向將形成原創性成果，為標準化做出貢獻。

在設備研發方向，大唐移動將在系統設備、終端等方向啟動5G測試設備開發項目，第一階段將在2016年完成MassiveMIMO、PDMA、UDN等的原理驗證，并啟動外場測試；2017年將具備網絡測試的環境，并同時考慮未來的產業化銜接。在業務應用方向，車聯網將被作為研究重點，期望在完成技術驗證的基礎上，推動產業化。