2017高交会揭幕,大唐推动5G标准化制定

2017年11月16日,被视为“中国科技第一展”的高交会在深圳会展中心拉开帷幕,据了解,将有1000多项新产品新技术会在此次展会期间予以发布,新一代信息技术、生物科技、高端装备制造、智能制造、大数据、物联网、新能源、新材料等领域的先进技术和产品将为人们带来前所未有的科技体验。

随着运营商的网络重构,NB-IoT/eMTC将商用使能垂直行业,网联汽车推动C-V2X发展,以及业界对网络切片、边缘计算等展开深入探索和部署,预示着面向5G商用更进一步。

ITU所定义的eMBB、URLLC、mMTC三大5G应用场景为产业链打开了一个全新的应用空间,带来一次影响深远的智能化数字经济革命。作为移动通信标准化和产业化的中坚力量,大唐在5G研究中启动早,投入大,具备了对5G多个关键特性进行试验验证的能力,在产品开发及未来应用方面也取得了突出的成果。

2019年6月6日,工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照。我国正式进入5G时代。

会议期间,大唐移动研究规划总监沈子信表示,移动通信每10年便会出现一次重大技术变革,5G作为即将到来的下一代移动通信技术,网络支持速率更高、时延更低,支持的业务种类也将会更丰富,实现真正的万物互连。另外,他还提到,2017年将成为5G国际标准的关键年,产业链将全速推进,大唐正在不断加大投入,在与产业界一同推动建立5G统一标准的同时,注重提升自身的产业链环节能力,在系统设备、仪器仪表、芯片、安全等方面启动全面的5G开发工作,目前已经初具成果。

与此同时,3GPP也加速了5G标准化现阶段的进程:

今年年初,3GPP正式通过5G加速提案,将5G NR非独立组网特性提至2017年底完成,18年3月份进行标准冻结,这也就意味着,2017年将成为5G国际标准的关键年,产业链将全速推进。

图片 15G标准 持续领先

推动5G标准化制定 掌握特色技术

  • 2017年12月完成Rel.15非独立组网5G新空口技术标准,以及完成5G网络架构标准化,满足美韩日激进运营商需求;
  • 2018年6月完成独立组网5G新空口和核心网标准化,支持eMBB和uRLLC两大场景,满足2020年5G初期商用需求;
  • 2019年9月,支持增强型移动宽带(eMBB)、海量物联(mMTC)、高可靠通信(uRLLC)三大场景, 满足全部ITU技术要求。
  • NB-IoT商用是进入5G时代的信号

在我国通信标准领域,大唐始终保持着话语权,是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信标准TD-SCDMA的提出者、核心技术的开发者,同时也是TD-LTE 产业的重要推动者。面向未来5G,大唐正在积极参与标准的讨论制定,是5G推进组IMT-2020、ITU、3GPP等标准化组织的核心成员。

标准是技术创新的结晶,是加快产业发展的根本。作为我国标准化工作的主要力量,中国信科为我国在无线技术领域的技术发展和标准引领做出了重要贡献。

在我国通信标准领域,大唐始终保持着话语权,是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信标准TD-SCDMA的提出者、核心技术的开发者,同时也是TD-LTE 产业的重要推动者。面向未来5G,大唐正在积极参与标准的讨论制定,是5G推进组IMT-2020、ITU、3GPP等标准化组织的核心成员,参与ITU、3GPP等标准组织并担任ITU 5G技术评估组主席,是国家5G引领的主要支撑者。

在国际上,欧盟2018年启动5G规模试验,力争2020年实现5G为垂直行业服务;2017年, Verizon在美国将启动部分5G “商用”;2018年初,韩国冬奥会启动5G预商用试验;2020年7月,东京奥运会实现5G商用。

在3GPP 5G R15标准化制定过程中,大唐成功推动多个技术方案的标准化制定,包括TDD/FDD灵活可变的帧结构设计和参数、大规模天线波束管理和发送、接收反馈技术、信道编码技术、车联网增强技术方案,以及CU/DU架构设计、服务化网络开放架构、移动性管理等高层技术,都有相应突出性成果进入国际标准规范。

自2015年开始,中国信科所属大唐电信集团在3GPP积极推动5G研究的立项工作,全面参与了5G标准第一个版本的制定,推动大量关键技术进入国际标准。在大规模天线、超密集组网、非正交多址、TDD帧结构与空口设计、新型接入网架构、核心网架构、移动性管理、网络安全、车联网应用等技术领域取得突出成果,处于领先地位。尤其在大规模天线方面,中国信科借助在3G、4G时代在TDD智能天线波束赋型技术积累及新技术研发,推动大规模天线的波束赋型传输技术成为5G最为核心的关键技术之一。

除了积极参与5G核心标准化工作外,大唐还在关系5G应用的重要技术方面加大了投入,沈子信说:“现在,大唐已经形成以‘大规模天线、非正交多址、超密集组网’为标志的5G核心技术,并在此基础上完成了5G新空口的架构和参数设计,形成了完整的5G系统方案。”

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在ITU标准化方面,大唐作为ITU-R 5G评估组主席单位,主持和推动了ITU 5G 评估标准方案的制定,并为后续ITU 5G标准规范最终达成提供技术评估结果。

由于在5G工作中的卓越贡献,中国信科还在3GPP担任核心网和终端工作组副主席,担任RAN5工作组副主席,并成为多个关键特性的标准化牵头人。在国际电信联盟的5G标准化工作中,中国信科专家担任5G评估组主席,主持ITU-R WP5D中评估组以及起草组会议,牵头完成ITU 5G评估指南报告、 5G需求指标等。

测试结果优异 全面领跑技术试验

在我国《十三五规划纲要》中提及,积极推进第五代移动通信(5G)和超宽带关键技术研究,启动5G商用。也就是说,中国将不会晚于2020年展开5G的正式商用。

除了积极参与5G核心标准化工作外,大唐还在关系5G应用的重要技术方面加大了投入,现在已经形成以“大规模天线、非正交多址、超密集组网”为标志的5G核心技术,并在此基础上完成了5G新空口的架构和参数设计,形成了完整的5G系统方案。 图片 3

在国内,中国信科积极参加CCSA、IMT-2020和FuTUREForum等5G标准化组织工作。在IMT-2020推进组继续担任大规模天线、低时延高可靠和灵活频谱共享技术专题组组长单位,主导技术研究。在CCSA担任TC5副主席,TC5WG6/WG8/WG9组副组长等职务,长期带领国内企业、高校和科研院所进行新技术突破。

在我国5G技术试验阶段,大唐也始终走在前列。2016年9月,大唐顺利完成了大规模天线、新型多址、超密集组网、移动边缘计算等7个测试项目。大唐的无线特色技术测试结果处于业内领先水平。

目前,4G演进将满足大部分5G需求。5G 新空口满足了所有需求,但不考虑后向兼容。因此,中国在2020年商用5G将采用全球统一的5G标准,商用运营风险极小。

以5G为主的新一代移动通信技术将驱动万物互联、万物智联的新时代。中国信科以5G核心技术引领推动我国无线通信事业再上一个台阶,为我国信息通信产业核心竞争力提升以及自主知识产权的无线通信保障基础设施建设提供技术支撑,具有至关重要的意义。

在北京怀柔启全球最大的5G试验外场中,大唐创造了多个领先:领先建设了外场试验环境,中心站及核心机房已建设完成,具备接入网、核心网、边缘计算、测试终端的完整测试环境,可以支撑全球最大的5G试验网建设;大唐业内首次测试5G基站覆盖能力,采用大规模天线技术,在3.5GHz频段下保持100Mbps下载速率下覆盖距离超过2km;大唐首家建设的宏微立体覆盖场景,实现宏微协同组网和双连接,具备了5G立体组网的典型验证环境……

据媒体报道,我国首批5G外场测试试验网建设城市近期公布,包括了宁波、上海、广州和苏州,预示着我国5G商用进程的加速。5月12日,中国电信再次明确3亿元补贴NB-IoT/Cat.1等物联网产业链,5月底建成国内首个全球连接管理平台;中国联通于5月15日启动NB-IoT网络试商用,并组建中国联通NB-IoT终端产业联盟……这表明海量连接、安全的5G时代即将来临,其背后是运营商面向数字经济的网络转型与努力。

5G建网 准备就绪

今年9月28日, IMT-2020推进组发布了中国5G技术研发试验的第二阶段测试结果,宣布我国顺利完成5G技术试验第二阶段测试工作。大唐等厂商完成了连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠、低功耗大连接、其他混合场景和5G核心网的服务化架构、边缘计算的测试,开展了热点高容量场景的测试。其中,大唐在业内首次完成3.5GHz和4.9GHz各两个200MHz的双连接测试。此外,还与是德科技和大唐联仪开展了功能互操作测试。各项技术的测试结果均达到预期,充分验证了前期的研究成果,进一步增强了业界加快推动5G技术创新发展的信心。

与此同时,三大运营商在2015年之后面向未来的网络重构,如中国移动的NovoNet2020、中国联通的CUBE-Net,以及中国电信的CTNet2025。此前,中国电信基于SDN/NFV提出了5G“三朵云”架构,网络功能模块化、软件化,控制面与用户面分离等,其核心理念被3GPP接受。

在5G产业化方面,中国信科已在无线网、核心网、传输网、可信云平台等方面研发端到端解决方案,2018年已经具备端到端预商用能力。2019年,将开发2.6/3.5/4.9GHz等多频段、系列化的室内外5G基站产品,支持SA/NSA组网,全面支持5G商用。

加强产业链合作 关注5G融合创新

我国5G商用进程与3GPP标准化同步

中国信科积极参与和支撑5G技术试验。2016年在工信部5G技术研发试验第一阶段测试中,推出业界规模最大的256大规模天线,实现了100MHz带宽下单小区4Gbps的峰值速率。在第二阶段试验中,非正交多址实现了6倍的接入容量增益;热点密集组网流量密度达到61Tbps/km2。在2018年第三阶段试验中,又完成多频段、NSA/SA、室内外等全面测试,验证了端到端的预商用能力。

“为积极推动和促进5G发展,大唐与产业链上下游企业积极合作,建设良好的5G产业生态,为中国的5G引领打下坚实基础”,沈子信说。在系统技术和标准方面,大唐与中国信通院、中国移动、中国电信、中国联通进行了深入的合作,共同推动5G标准化。在5G系统产品开发领域,与Intel等公司开发5G预商用基站产品,并参与到工信部的试验网测试中,测试成绩优异。在毫米波领域,大唐与中国电科、是德科技、高通等企业进行合作,大唐毫米波射频指标测试结果优异。

自2012年底到现在,我国和国际同步启动5G研发,成立了IMT-2020(5G)推进组,涵盖国内外移动通信产学研用单位,5G技术研发试验全力支持在ITU和3GPP框架下研制全球统一的5G技术标准,支撑2020年5G商用。

同时,中国信科积极构建5G产业生态,2018年以来中国信科与中国移动、中国电信、中国联通、华为海思、东风汽车、中铁国际、高通、是德科技等产业链合作伙伴积极构建了终端、芯片、网络、业务应用、测试仪表等5G产业生态圈,打造了一些列无线与传输融合、移动边缘计算等特色5G技术、产品和服务方案。

虽然5G研究目前还聚焦于技术研究和设备预研阶段,但5G成功的关键在于应用的拓展与落地。大唐十分关注5G长期发展能力,积极与各行业加强应用技术方面的创新与合作,尤其在物联网以及车联网领域进行了重点布局,联手合作伙伴打造包涵终端、网络、平台、应用等方面的完整生态链。

2016年年初,我国启动了5G技术研发试验,分为两个阶段。目前,我国5G研发已经进入到第二阶段试验,主要测试技术方案的集成度和可实现性,对5G性能、指标进行试验。2016年9月15日,我国完成的5G第一阶段技术研发试验,华为、爱立信、中兴、大唐、诺基亚上海贝尔、三星和英特尔7个厂家参与测试。

5G应用 多点开花

以车联网为例,大唐已与中国移动、中国电信、中国联通等运营商,一汽、长城、上汽等汽车企业,以及重庆汽研院、信通院等行业管理部门等达成了合作。大唐提供业界领先的车联网终端、基站、边缘云、业务应用的完整环境,并已于多地开展场地测试。同时,也是目前唯一具备芯片级预商用产品的企业。

第一阶段技术研发试验验证了大规模天线、新型多址、超密集组网、网络切片、移动边缘计算、控制承载分离和网络功能重构等关键技术在支持Gbps用户体验速率、毫秒级端到端时延、每平方公里百万连接等多样化5G场景需求的技术可行性。

5G全新的网络能力支撑丰富的多样化应用。中国信科特别注重5G赋能垂直行业转型升级,不断拓展5G生态圈,推进5G产业的快速成熟和部署。

在最后,沈子信表示,大唐将以我国5G引领的战略为目标,开展关键技术研究与产业研发,不断提升企业创新能力,并与高校、企业展开广泛合作,实现共赢发展。 图片 4

测试结果基本符合预期:

在2018年6月MWC上海展期间,中国信科发布业界首个《5G业务应用白皮书》,围绕5G三大典型应用场景,选取与5G结合点较强的十大应用领域,其中包括赛事/大型活动、教学培训、景点导览、视频监控、网联智能汽车、智能制造、智慧电力、无线医疗、智慧城市和产业园区等;分别从四大维度展开,阐述对5G业务价值和商业模式的理解,打造5G业务落地的示范效应,为5G在垂直行业的应用指明发展方向。

  • 相对于LTE-A,大规模天线可实现3~4的频谱效率提升;
  • 结合多址、编码等关键技术,可满足ITU频谱效率指标(3-5倍)提升需求;
  • 相比于LTE,采用新型多址技术可获得86%以上的下行频谱效率提升和3倍上行用户连接能力提升;
  • 相比于传统的Turbo码,极化码在静止和移动场景下可获得0.3~ 0.6 dB 的性能提升,同时,与高频段通信结合可实现>20Gbps的数据传输能力,验证Polar Code能够很好地支持ITU定义三大场景;
  • 验证了高频段技术方案的可行性,同时,证明了利用高频通信技术可满足10-20 Gbps的ITU峰值速率指标要求;
  • 5G系统在统一技术框架基础上支持不同场景差异化技术方案的需求。

中国信科深知业务应用在5G生态圈中的重要性,加大投入成立了专门的业务团队拓展5G应用,并与合作伙伴成功孵化了车联网、智能制造、沉浸式VR全景直播、AR虚拟视觉、AGV无人巡检、远程教育、智慧医疗、智慧旅游、智能安防等项目,为5G应用创新注入活力。

第二阶段:展开多场景测试

在无线移动通信领域,中国信科一直是全球TD-SCDMA 3G和TD-LTE 4G国际标准的主导推动者和标准必要专利拥有者,是全球5G核心技术推动者和标准必要专利拥有者、IMT-2020推进组核心企业,我国移动通信网络设备和网络优化服务核心提供商,具备4G/5G基站、天线和网络优化全系列产品,综合应用服务能力突出。目前,中国信科积极发挥在移动宽带等核心技术上的优势,引领技术标准的制定,构筑信息通信领域的新高地,不仅在5G领域已形成了端到端方案能力,构筑了全面的服务能力,还凭借在垂直行业的深厚发展经验形成了独到优势。同时,也为中国企业在国际ICT市场竞争中提升竞争力,做出了积极的贡献。

5G主要面向移动互联网、低时延高可靠和低功耗大连接三大5G典型场景,涉及无线空口和网络架构技术方案的研发与试验。我国5G测试目标之一是加强全球协调一致的5G频率,在重点推动低频段的同时,加强高频段频谱研究。

2016年,无线电管理部门批复了在3.4-3.6GHz频段开展5G系统技术研发试验。目前,工信部正在抓紧开展其他有关频段的研究协调工作。

2016年9月,中国5G技术研发试验第二阶段启动。第二阶段试验针对5G技术需求,验证不同厂商5G技术方案性能,支撑5G国际标准研制,预计到2017年底第二阶段试验完成。

IMT-2020(5G)推进组在三部委的支持下,由中国移动、中国电信、中国联通、都科摩、中国信通院等组成测试组,针对移动互联网和物联网不同应用场景的技术方案进行验证,主要包括:

连续广覆盖场景、低时延高可靠场景、低功耗大连接场景、热点高容量(低频)场景、热点高容量(高频)场景、高低频混合场景与其他混合场景共七大场景的性能测试,同时还有多方互通对接测试。

值得注意的是,不同场景的技术方案将基于统一的技术框架进行设计。由于5G技术框架应当具有统一、灵活、可配置的特点,因此,基于不同场景的技术需求,通过关键技术和参数配置来形成相应的优化技术方案。

5G技术研发试验第二阶段测试基于统一的试验平台、统一频率、统一设备和测试规范开展,针对各厂商面向5G移动互联网和物联网不同应用场景的技术方案进行验证。同时,此阶段将引导芯片、仪表厂商参与,开展产业链的对接测试。

5G时代,需要新的商业模式

2017年年初,中国移动发布了5G商用规划:2017年将启动5G外场试验,2018年启动5G网络预商用试验,2019年进行商用化规模试验,力争在2020年实现5G网络规模商用的目标。面向目标网络的NovoNet试验网,预计2018年启动规模商用,2020年实现主要网元的网络功能虚拟化。

中国移动相关人士认为,5G时代需要提前把握怎样根据需求定制网络切片、参数设置,确保5G网络是可运营、可管理。同时,对于融合创新,要强化跟垂直行业的合作,不仅仅研究新的业务,还要研究新的商业模式。

目前,在北京怀柔规划的全球最大的5G试验外场,完成了30个站的站址规划,可满足6家系统厂商的外场单站及组网性能测试需求。同时,展讯、MTK等芯片企业,是德科技、罗德与施瓦茨、大唐联仪、星河亮点等仪表企业也参与测试。

在上海浦东,中国移动通过5G C-Band 5站密集城区连续组网,C-Band峰值速率可达4Gbps,拉远覆盖可达1.5公里,平均吞吐率达到1.7Gbps。

在广州番禹,中国移动初步选出7个站点作为备选测试区域,主测站点为广东工业大学教学五号楼站点。

此外,中国移动成立了5G联合创新中心,推进5G通信技术成熟,孵化创新应用,构建共赢生态为目标,开展涉及基础通信能力、物联网、车联网、工业互联网、云端机器人、虚拟/增强现实等6大领域工作,启动了30 个联合创新项目。与此同时,在担任3GPP RAN全会副主席和RAN2副主席的同时,中国移动牵头了5G相关立项,并申请5G相关专利450 项。

中国电信根据自身网络特征,主导了移动大视频、多网融合等多项5G相关的3GPP国际标准,并构建了5G技术仿真评估体系。中国联通也面向5G成立了开放实验室,对基础网络与能力、物联网、车联网、工业互联网展开研究合作。

国产芯片5G时代将不再落后

面向2020年的500亿连接将产生海量数据,只有5G网络能够实现新的信息形态、提升业务效率,并带来数据增值。

在英特尔院士、通信与设备事业部无线标准首席技术专家吴耕看来,从设备端、无线技术到网络端、云端,英特尔是唯一一家能够提供5G端到端解决方案的公司。此前,英特尔收购Mobileye显然是为发力自动驾驶做铺垫。

在MWC2017上,英特尔发布了千兆级LTE Modem XMM 7560,同时面对移动边缘计算,英特尔提供了凌动C3000、至强D-1500、25 GbE以太网适配器XXV710等产品组合。

高通也是在MWC2017前夕发布了5G Modem骁龙 X50,通过单芯片实现2G/3G/4G/5G多模功能,以支持在6GHz以下和多频段毫米波。2017年下半年,中国移动、高通和中兴将开展5G新空口试验,基于符合3GPP规范的试验和互操作性试验势必会加速5G的大规模部署。

高通中国区董事长孟樸认为,智能化、自主化、网络化及互联化是移动技术的最新发展趋势,未来的5G网络将会为“大连接时代”的计算、存储、网络资源以及连接提供一个一体化的分布式平台。

英特尔的盟友——中国芯片商展讯基于Rel.15将在2019年推出第一颗5G芯片,2020年推出真正意义上的5G(Rel.16)芯片。

展讯CEO李力游表示,2G时代展讯落后高通10年,3G时代展讯落后高通5年,LTE时代展讯落后高通1~2年,5G时代“我们落后高通1~2个月或者是1~2天,”甚至有可能超过1~2秒。这不光是展讯的进步,也是我们国家半导体设计水平的进步,包括最近航母下水,差距也越来越小。

值得注意的是,不仅仅是华为、中兴等传统通信大厂展开了5G研发,包括vivo这类终端厂商也展开了5G的研究部署,同时通过HPUE提升TD-LTE终端的上行体验。基于TDD,软银在美国弗吉尼亚进行Band41 HPUE外场测试,小区容量提升11%,覆盖范围提升16%;Sprint联合诺基亚和摩托罗拉,通过骁龙 X16 Modem进行千兆级LTE测试,下行网速达到705Mbps……这一切虽是4G终端的性能提升,但实质是为5G打下基础。

5G时代:网随云动

基于上述所构建的北京怀柔外场测试环境,华为、大唐等开展了3.5GHz 5G新空口下外场性能测试。

在外场性能测试中, 华为基于统一空口的解决方案完成了连续广域覆盖、低时延高可靠、低功耗大连接和混合场景的外场性能测试,分别实现了10Gbps峰值速率、小于1ms的空口时延和大于100万连接的5G关键性能指标需求。

为验证华为5G新空口技术方案,华为5G原型系统与罗德与施瓦茨、是德科技和大唐联仪等仪表企业开展了互通对接测试,基于第三方测试仪表验证了华为新空口技术方案中的参数集、帧结构和新波形等技术。

在华为相关人士眼中,运营商的网络转型驱动力在于:用户需求决定网随云动,以及运营商自身希望降本增效。5G网络对基础设施的可视化、容灾、弹性,以及业务应用上线交付的生命周期提出了新的需求,当时还要具备低时延、高可靠等特性。因此,不难理解华为通过Cloud Edge Cloud RAN Cloud Air是希望构建一张全面云化的网络。

上个月,中国联通广东分公司开通国内首个5G试点,合作伙伴爱立信在现网中实现了基于双频段无线点系统1Gbps现网传输测试与演示。此前,爱立信与中国移动完成了运营商网络控制的5G原型系统无人机外场测试;合作开启针对Cloud RAN合作研发项目;完成了全新场景下的5G高频阶段性测试;与两家国际运营商展开了5G联合网络切片“漫游”试验。在2016年通信展上展示了5G无线原型机,峰值吞吐量可超过25 Gbps。

在嘉兴,中国移动与中兴完成了3D-MIMO(即Pre5G Massive MIMO)商用部署及多场景测试验证。中兴在嘉兴部署的新一代宽频3D-MIMO,针对高校大话务场景、居民高楼立体深度覆盖等多个场景展开验证。

同样是在怀柔外场,大唐启动了3.5GHz 频段5G外场速率与覆盖能力测试、宏基站和密集覆盖小基站之间的切换,以及针对未来融合组网的覆盖对比验证。目前,已完成室外定点速率、移动拉远及4G/5G覆盖对比、宏微基站切换等测试场景。测试中,核心网采用统一的虚拟化云平台,可以满足5G的多样化场景,支持核心网功能及本地化业务的部署,平均延迟仅2-5微秒。在5G基站覆盖能力测试中,通过大规模天线技术,在3.5GHz频段下测试保持100Mbps下载速率的环境中,覆盖距离超过2km,达到与2.6GHz频段4G基站相近的覆盖能力。

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