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标准辩论 5G技术到底是啥不能说出来的秘密?

2014-12-18 10:17:34      来源:飞象网       作者:网优圈

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【摘要】对于5G技术,媒体和企业表现出了极大的热忱,他们普遍认为5G将在移动网络的速度、容量和稳定性将出现质的提升。

  近年来,移动通信技术的发展可谓日新月异。当3G尚处于进行时,4G不过刚刚试水,5G已经就要由实验室走进现实生活。对于5G技术,媒体和企业表现出了极大的热忱,他们普遍认为5G将在移动网络的速度、容量和稳定性将出现质的提升,极大改变人们的工作与生活。而事实上全世界5G技术的研发积累还处于早期阶段。那么,他们眼中的5G到底是什么样子的?又能为5G的推广与实现做些什么?

  5G网络改变生活

  5G,通俗讲就是第五代移动通信技术,但与4G、3G、2G不同的是,5G并不是独立的、全新的无线接入技术,而是对现有无线接入技术(包括2G、3G、4G和WiFi)的技术演进,以及一些新增的补充性无线接入技术集成后解决方案的总称。从某种程度上讲,5G将是一个真正意义上的融合网络。以融合和统一的标准,提供人与人、人与物以及物与物之间高速、安全和自由的联通。

  对于普通用户来说,5G带来的最直观感受将是网速的极大提升。目前4G/LTE的峰值传输速率达到每秒100M,而5G的峰值速率将达到每秒10G。打个比方来讲,用LTE网络下载一部电影可能会用1分钟,而用5G下载一部高画质(HD)电影只需1秒钟,也就是一眨眼的工夫。

  从专业角度讲,除了要满足超高速的传输需求外,5G还需满足超大带宽、超高容量、超密站点、超可靠性、随时随地可接入性等要求。因此,通信界普遍认为,5G是一个广带化、泛在化、智能化、融合化、绿色节能的网络。

  华为无线网络产品线首席营销官杨超斌表示,随着5G技术的应用,人们可以实现虚拟现实对话、观看3D投影、实现海量连接的物联网等功能,“具体如自动驾驶、超高清视频、智能家居、医疗服务等都将变成现实。”

  5G标准下的博弈

  目前,5G还处于一个研究和创新阶段。业内人士预测,5G商用要到2020年左右才能实现。尽管如此,通信巨头对5G商用的布局早已展开。目前全球多家企业和机构都在争相展开相关技术布局与争取专利,以取得支配市场的地位。

  大致划分一下,来自欧洲、中国大陆、韩国、日本及美国的五大5G技术研发联盟现正紧锣密鼓投入5G通讯技术研发及标准制定,其中欧洲研发联盟主要成员为METIS、5G公私合作(5GPP)、诺基亚、爱立信等;中国大陆研发联盟主要成员系IMT2020、华为、中兴通讯等;韩国研发联盟主要成员是5G论坛、三星、乐金等;日本研发联盟主要成员包括2020andBeyond、Ad-Hoc(20BAH)、NTT DOCOMO、富士通等;美国研发联盟主要成员有4G Americas、高通、英特尔等。

  据了解,截至2014年10月底,全球申请5G专利技术件数高达7097件,全球前十大5G关键技术专利权厂商,分别为三星、诺基亚、爱立信、LG、华为、英特尔、高通、恩益禧及博通,其中9家厂商已掌握全球50%的5G关键技术,而三星持有的专利数最多,达145件。

  长期以来,受制于专利技术和标准的匮乏,中国企业在2G和3G产业阶段处于被动位置,付出了高额“学费”,而在5G的开发进程,以华为为代表的中国企业将扮演更加重要的角色。在今年举行的2014年全球移动宽带论坛上,华为表示将投6亿美元研发5G技术,实现5G标准化。

  “中国企业有希望在5G时代改写专利格局。”移动通信国家重点实验室主任尤肖虎在接受媒体采访时公开表示,这取决于企业对5G的决心,以及对超前研究的投入。

  主流厂家眼中的5G

  从全球范围来看,整个业界都已经把注意力集中到5G研发上。产业链各环节的重要厂商都已经启动其5G研发规划。业界几乎所有重要公司都已经开展5G的研发工作。部分公司已经通过白皮书的形式发布它们的观点及初步研究成果。尚未发布白皮书的公司也在积极筹备中,同时通过各种技术论坛发表各自的观点。

  中国移动

  中国移动早在2011年年底就启动了5G关键技术的前瞻性研究。首先,为实现2020年世界全连接的目标,中国移动作为IMT-2020需求组组长单位,牵头组织中国公司开展5G需求研究,紧贴中国下一代通信网络需求,将5G运营需求和关键指标等内容输出到ITUIMT.Vision建议书。同时,为了引领5G技术研究,并行推进两大技术路线:演进性路线和革命性路线。演进性技术路线重点关注3D-MIMO、SmallCell增强、多制式融合等技术,体现中国移动的未来网络诉求,最大限度地保护已有网络投资。革命性路线围绕“绿色和柔性”的理念,确立了5G发展的五大重点突破方向,相关技术点已输出到ITU技术趋势研究报告。

  “绿色和柔性”是中国移动创新性提出的未来5G网络的两大特征,已受到业界的普遍认同。其中,为了倡导国家“节能减排”战略并控制成本,维持盈利,中国移动提出了“绿色行动计划”:一方面针对现网,加强节能技术研究;另一方面,面向5G通信,打造绿色网络。绿色网络的本质是尽量以最小化的网络资源投入与消耗,满足通信需求。由于通信需求是动态变化的,这就要求网络具有动态的容量机制,因此5G网络又将是一张柔性网络。柔性网络是从核心网到无线接入网的多网高效有机融合的新型软网络。中国移动从绿色通信理论出发,结合实际运营需求,提出了5G的五大技术愿景,在业界被称为五颗技术珍珠,包括RethinkShannon、RethinkRing& Young、Rethink Signaling& Control、Invisible BS和SpectrumRefarming。目前,中国移动5G发展的核心理念已经获得了业界的广泛认可,奠定了中国移动5G研发在国际上的引领地位。在核心理念的指引下,中国移动在重点技术领域如新型网络架构、大带宽小蜂窝、大规模天线系统、全双工、非正交接入等新空口技术研究中取得了实质性突破,未来还将加快成果积累、专利布局。

  NTTDoCoMo

  NTTDoCoMo为了应对未来容量1000倍增长的需求,提出容量立方体的概念,即从频谱效率、频谱扩展、网络密集化三个维度增加系统的容量,并提出了PhantomCell的概念,认为未来典型的网络架构是大小蜂窝多层覆盖,其中,控制平面与用户平面分离,低频带、覆盖区域大的宏蜂窝作为信令基站提供控制信息,高频带、覆盖区域小的小蜂窝作为数据基站实现业务分流。NTT DoCoMo于近日提出了“扩展Phantom Cell”的概念,其基本思路是小蜂窝可以配置在不同的高频段上从而达到空间上重叠配置的目的。新的方式可以将不同频段的小型蜂窝小区、地铁及公交车等移动物体上的移动式蜂窝小区、无线热点作为用户平面使用,进而根据用户的移动情况及各蜂窝小区的资源利用情况优化无线资源分配。NTT DoCoMo还设想通过Massive MIMO改变波束方向追踪移动式基站。重点关注的关键技术包括大规模天线、非正交多址技术、高频段新型波形设计等。其中,NTT DoCoMo于2012年成功实现了载频在11GHz、带宽为400M、峰值速率接近10Gbps的无线传输。

  爱立信

  爱立信认为,5G是一个全连接的网络社会,提供人与人、人与物及物与物之间高速、安全和自由的联通,可以随时随地接入网络获取信息和分享信息,承载各种各样的应用。除了满足超高速的传输需求外,5G还需要满足超大带宽、超高容量、超密站点、超可靠性、随时随地可接入性等需求。关于无线接入解决方案,爱立信认为5G并不是单一的无线接入技术,而是各种无线接入技术的融合,包括现有的无线接入技术(2G、3G、4G、WiFi)的演进以及新增的补充性无线接入技术。关键技术包括多天线/多址技术、干扰抑制、D2D、多跳通信、高频段、超带宽、频谱共享方式等。

  诺基亚通信

  诺基亚通信认为5G用户在任何时间、地点都会感受到零时延G比特速率级的服务,5G系统将是已有技术与创新技术的融合,并建议在广覆盖场景下沿用现有的蜂窝系统;在小范围覆盖采用革新型技术、新型帧结构,但仍建议采用OFDM的调制方式。重点关注的技术点是高频段超密集网络覆盖,其中,高速率、低时延和干扰协作是系统设计的重要指标。诺基亚通信认为现阶段各组织或公司达成一致观点对推动5G发展有重要意义。

  三星

  三星于2013年推出了世界首个基于毫米波(28GHz)的超宽带宽多天线通信演示平台,基站端配置8×8根天线,接收端配置4×8根天线,单用户峰值速率可达10Gbps;基于MU-MIMO技术对两个用户同时进行传输时,每用户的数据体验速率可达1.24Gbps。重点关键技术包括毫米波通信、高频段小蜂窝、先进的调制技术、D2D、更扁平化的网络架构、蜂窝系统和WiFi的融合、大规模天线技术、先进的干扰管理技术等。另外,三星在27G~29.5G和38G~39.5G信道测量方面积累了丰富的经验,为高频段系统设计打下了坚实基础。

  阿尔卡特朗讯

  阿尔卡特朗讯从用户需求的角度来理解5G,认为未来网络应满足不同用户的需求,而不是用户适配网络。未来的需求主要包括电池容量、机器间通信等非传统业务以及更好的端到端性能、视频广播等。因此,为了满足各种需求,进一步提出RAN与核心网应支持“尽力而为的数据支持”等5种功能。同时,重点关注的研究点有新空口技术,以支持节能功能、小包传输和高频传输;云端化,例如控制和授权功能、软件定义网络(SDN)和网络架构云化(NFV);通信技术优化融合,例如WiFi、WCDMA和LTE的融合。

  华为

  华为认为5G的技术推动力来自于三个方面。一是为了达到最好的服务而采用的动态频谱使用与接入技术,比如全频段接入,频段可能包括1.7GHz~2.7GHz、3GHz~6GHz、27GHz~31GHz、V-band(57GHz~64GHz)和E-band(71GHz~76GHz);二是为了满足大容量、多连接和超高速的网络需求,使用新型空口技术与网络架构,比如新波形设计、单频全双工、虚拟化架构等;三是对于新型网络部署的原生支持,比如具有自回传的超密集无线网络、D2D、无线接入架构共享等,并提出了超级节点的概念,单站址速率可达50Gbps。

  大唐电信

  大唐电信认为实现5G有融合、演进和革命创新三条路线。其中,融合路线包括ICET的融合、Multi-radio的融合、Multi-rat/link/layer的融合以及通信与计算机技术的融合四个方面;演进路线是指基于LTE/LTE-A的技术框架,针对一些新的场景与需求,采用一系列增强型技术方案的道路;革命路线指的是由新型网络架构、新型空中接口以及灵活的频谱资源利用等技术应用支撑推进的创新性发展道路,比如NOMA、OAM和认知无线电等。

  中兴通讯

  中兴通讯认为对于未来的5G网络,演进大于革命。未来的5G网络应该是在现有技术的基础上,更多地从用户体验的角度出发,通过借鉴和吸收各种ICT技术(无线接入、IT技术等)与智能化融合形成的一种移动通信网络大平台。5G网络的发展过程应该以网络架构云化(NFV)、CloudRadio协同组网和基于软件定义空口的多业务空口自适应技术为主线。


(责任编辑:大树)
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评论

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hm00262014-12-18 11:26

我连4G还没用上,是不是太out了。。。。

肖骁2014-12-18 11:17

4G就这么顺畅,5G又是怎样的呢,以后的6G、7G是不是要逆天了

周杨2014-12-18 10:28

现在关心5G是不是还太早了

王婷2014-12-18 10:25

还是有一定道理的