将推动5G技术在垂直行业的应用,大唐移动艾明博

3月18日至19日,3GPP TSG CT#83会议在深圳召开,本次会议进行了TSG CT主席、副主席的换届改选工作,大唐移动通信设备有限公司标准部艾明博士在本次会议上代表大唐电信集团当选3GPP TSG CT副主席。这是大唐电信集团迄今为止首次在3GPP中层组织当选的领导职位,也标志着大唐将更加深入地参与3GPP组织的技术管理和流程管理工作,更好地为3GPP组织和CCSA的发展做出贡献。

美国圣地亚哥时间2018年6月13日,3GPP 5G NR标准 SA方案在3GPP第80次TSG RAN全会正式完成并发布。大唐电信集团人士表示,接下来,将推动5G技术在车联网、工业互联网等重要垂直行业应用落地。

迹象越来明显,今年注定将成为5G商用元年。

姓名:付盼龙

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据介绍,大唐电信集团全面参与了国际移动通信标准制定,在ITU、3GPP、oneM2M等国际组织均有主席、副主席职务担任,在国内CCSA、IMT-2020推进组也担任多个主席、组长职务,并积极参与国际标准化管理,以及规则和流程的制定。截至目前,大唐电信集团共提交的5G国际标准化文稿近5000篇。

在对于全球5G商用态势进行新的评估后,GSMA曾在2月份调高了对于5G eMBB连接数的预测。

转载至公众号全球物联网观察

在5G技术研究和标准竞争中,大唐电信集团在大规模天线与波束赋形、新型多址技术、超密集组网、车联网、信道编码新型移动性管理、TDD动态帧结构、5G核心网络架构、5G CU/DU架构设计等5G标准化领域处于国际领先水平,多项技术方案进入国际核心标准规范。

其他第三方市场调研公司则更显乐观。比如,4月初,CCS insights发布预测数据,5G用户数量将在2023年达到10亿、2025年达到27亿。

【嵌牛导读】5G喊了很多年,特别是去年宣传铺天盖地。可以看出市场对5G非常期待,但是对它的认识仍存在一些偏差,因为5G背后还有个神秘的组织。

大唐将基于最新的R15 SA标准开发包括无线、传输、核心网在内的端到端全系列产品,助力国家5G技术试验和规模试验网的部署,推动车联网、工业互联网等重要垂直行业应用落地,实现5G网络大带宽、低时延和海量连接的目标,为实现我国5G引领战略目标、推动移动通信产业成为我国少数具有行业话语权和国际竞争力的高科技领域之一贡献力量。

Strategy Analytics在4月中旬发布预测数据,2019年全球5G智能手机的出货量将达到500万部。

【嵌牛提问】5G到底是谁提出来的?谁做主?

笔者分析,目前,5G手机都是高端旗舰机型,价格相比于4G手机贵不少,从4月份才开始陆续上市,到12月之末共计9个月的时间就能出货500万部,可见消费者对于5G的热情。

【嵌牛鼻子】5G 3GPP

2019年的5G手机,5G新空口方面,绝大多数都是支持NSA5G。但目前也有支持SA5G的5G手机。

【嵌牛正文】

5G NSA标准,完成于2017年12月,至今16.5个月。5G SA标准,完成于2018年6月,至今10.5个月。

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看来,手机业界创下了“前无古人”的奇迹,在10.5个月-16.5个月的时间里就打造出一款基本可商用的5G手机。

                                大误会

10月份,高通展示了其5G基带芯片骁龙X50,在上周,高通又与中兴通讯和中国移动成功实现了全球首个基于3GPP R15标准的端到端5G新空口(5G NR)系统互通(IoDT)。显然,在5G技术上,高通再次占据了先发优势。

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与此同时,近日高通也公布了3GPP 5G NR相关专利授权的条款框架,首次披露了5G专利授权的许可费率,完全满足3GPP Release 15的设备都必须照此交钱。

一时间,吃瓜群众懵了。

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其实,事情源于去年11月3GPP关于5G短码方案讨论中,华为推荐的极化码(Polar Code)方案获得认可,成为5G eMBB场景的控制信道编码方案。

该方案只是5G标准的一部分,华为官方对这事很少发声,造成这种偏差的还是要怪媒体。此前有大量媒体搞事情,发出“碾压” “5G领先世界” “彻底终结西方标准”之类的误导性文章。

海外有位先生看不下去了,甚至作出另类评价:网络充满故作耸动的新闻,有些单纯是为了赚稿费, 有些则是有经济目的。 例如有一篇文章说:某强国的 5G 技术已经在测试中,技术领先世界。这些说法也许正确,但很可笑,可笑程度如同某国说要领先载人登陆火星一样。

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根据3GPP的5G路线图,分为一期R15、二期R16两个阶段,目前5G标准尚未有定论,接下各个参与方还将有一番争夺。

由此可以想见,在这么短的时间里,解决了多少技术难题。

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其中最大的难题之一就是“功耗”。

                          3GPP是什么?

全球有很多的标准化组织,3GPP就是其中最大的一个国际化标准组织。英文全称是The 3rd Generation Partnership Project (第三代合作伙伴计划),成立于1998年12月。虽说树大招风,但鲜有人知道这个机构是如何运作的,因此显得较为神秘。

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成立之初,3GPP工作范围是为第三代移动通信系统制定全球适用技术规范和技术报告。随后又增加了对UTRA长期演进系统的研究和标准制定。简单地说,3GPP一开始为了3G而诞生,后来越战越勇,4G、5G一路干下来了。到现在,组织的宗旨变成了:制定和维护全球无线通信标准。

3GPP由全球七大标准制定组织(SSO)合作形成,这七个标准制定组织分布在世界各大州,包括:

日本无线工业及商贸联合会

中国通信标准化协会

美国电信行业解决方案联盟

日本电信技术委员会

欧洲电信标准协会

印度电信标准开发协会

韩国电信技术协会

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目前,3GPP有550多名成员公司,并且在不断壮大。3GPP成员覆盖了很多领域,囊括了电信运营商、终端制造商、芯片制造商、基础制造商以及学术界、研究机构、政府机构等等,所以3GPP是一个非常庞大的组织。

                            3GPP组织架构

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从组织架构上看,3GPP主要分项目合作组(PCG)、技术规范组(TSG)。

PCG主要负责3GPP总的管理、时间计划、工作分配、事务协调等。

TSG主要负责技术方面的工作。每一个TSG下面又分为多个工作组(WG,Work Group)。TSG可以根据工作需要,新建工作组。

WG则承担具体的任务,目前,3GPP共有16个工作组。

打个比方,PCG就是工程公司的管理部门,TSG就是公司底下的工程队,WG就是具体干活的工人。

这些技术规范组和工作组的主席和副主席,他们都来自3GPP的成员公司并通过选举产生,必须客观中立,并代表3GPP工作。技术规范组选举每两年一次,最多可任职两届。

来自大唐移动的技术专家表示,与LTE相比,5G移动通信支持更大的带宽、更多的TX/RX链路、更高的数据传输速率以及更多的业务类型,这对5G终端的功耗提出了严峻的挑战。

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5G时代,是更为注重实际主观体验的时代。无疑,电池寿命将严重影响5G的用户体验。

                    标准是如何制定的?

跟很多人想象中的可能不大一样,3GPP的大多数技术决策并不经过投票形成的。标准的制定是由技术推动,并来自基于共识且向全体成员开放的流程。

3GPP的工作流程定义为协作式系统级工程。也就是说,每个组之间、每个成员公司之间必须要有很好的协作,需要系统地看问题。如果只有一组做完而另外一组没做完,那是没有任何意义的。具体工作流程可分为以下四步:

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早期提案

任何成员都可以提出全新的解决方案和技术,但必须获得至少4位成员支持。会员通常会在多次会议上重申概念,但新的工作必须由技术规范组全体会议批准,获批之后成为研究项目。

可行性研究项目

成员提交“提案”,并在3GPP会议中讨论。在3GPP的技术报告和技术规范中,绝大部分内容是成员在原始提案基础上做出改动的成果,过程中充满讨论和协商(并非投票)。经过TSG批准的技术报告可产生相应的工作项目——范围可能比研究项目更窄。

开发工作项目

与上一步类似,区别在于前面是技术范围,而这一步就细化到技术细节。同样需要讨论与协商,明确选定的解决方案,所有的工作项目组成3GPP工作计划并可在3GPP网站上获取。规范一旦发布,业界开始竞相提供符合标准的终端和基础设施以支持部署。

技术规范

技术规范是3GPP工作完成的最终成果。目前有超过1200个活跃的3GPP技术规范,每个规范都有一位管理人,遵循工作组指导,特定的技术规范组负责在季度会议上对功能稳定的规范进行冻结。下游制造商则利用技术规范进行产品开发。

                      3GPP文档的编码规则

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3GPP制定的标准规范以Release作为版本进行管理(前面说的R15,R16,这个R就是Release),平均一到两年就会完成一个版本的制定。

“确保5G终端的能效优于LTE终端,对5G网络顺利部署而且得到广泛应用至关重要”。大唐移动技术专家说。

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这一说法,虽然寥寥几字,但却精炼地反映出大唐移动对于“5G终端节能”的重要意义的理解。

                          妥协是重头戏

从3GPP的标准制定机制可看出,不是说提交了一份概念提案,就等同巨大创新,这恰恰只是一个开始,而后漫长时间里,一方面要说服各方接受这个概念和想法,与此同时还要解决从来没有预想过的新问题。

通讯业者勇敢说对这种模式的评价是“拼的是技术实力,还要以德服人”。媒体5GNR也认为这是一种高明的妥协哲学。

3GPP很像一个行业协会,它存在的意义,就是为了协调成员之间的矛盾,制定规则和契约。简单而言让参与其中者人人都能获利,这样一来大家都愿意出力维护组织。

如前面所说华为的极化码(Polar Code)就是这么个情况,3GPP会议中,一方面认为高通的LDPC方案成熟,另一方面认为Polar的灵活性好,两边都聚集了一批支持者,双方僵持不下。

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Polar码阵营支持者包括华为,中兴,Vivo,OPPO,小米,阿里巴巴,联想,中国联通,中国电信,中国移动,大唐电信,展讯,中国移动研究院,信威通信,酷派以及海外同胞:宏基,联发科技,台湾大学等

为了继续推动5G标准,最终在凌晨把方案确定了,双方妥协的结果就是需要重传的数据用LDPC、不需要重传的控制用Polar,大家利益均沾。

NB-IoT立项也是同样的情况,沃达丰和华为是一派,主推NB-CIoT方案。爱立信、诺基亚、Intel是另一派,推了NB-LTE方案出来。两边都聚集了一批支持者,经过妥协最终建立了同时容纳两边意见的新项目“NB-IoT”,皆大欢喜。

“这种妥协既符合中国传统的月盈则亏,水满则溢的中庸哲学。又符合西方民众的保守主义自治传统,在保护个体利益的同时又推动了整体发展,在标准制定过程中形成所有参与者之间微妙的平衡。”

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                              结语

从3GPP给的线路图上看,5G最终的标准出炉,仍需要1年多的时间。期间还有不少关键技术点需要妥协,现在说谁主导还为时尚早。不过韩国运营商KT计划在2018平昌冬奥会试点项目,推出世界首个5G网络。可以说,5G确实近了。

从3GPP官网文件看来,大唐移动率先向业界提出了5G终端节能研究需求,并根据自身技术积累进行详尽技术分析,给出节能增益的评估与节能信号的设计。总体而言,5G终端节能技术,通过节能信号大大降低终端监测控制信道的功耗,进一步结合时/频/天线域随业务变化自适应调整的技术,使得终端能耗明显降低。

同时,3GPP官网的会议信息看来,大唐移动作为报告人,通过在会上和会下的组织协调,成功推动了上述项目在Rel-16 SI阶段顺利结题,以及在Rel-16 WI阶段的成功立项。

这是一个“缩影”。在参与3GPP 5G标准制定的过程中,我国移动通信企业有着非常突出的表现。

这方面最有说服力的,还有另外一个例子:3月份在中国深圳召开3GPP TSG#83全会上,3GPP对3个技术规范组领导换届中,大唐移动艾明博士成功当选CT技术规范组副主席。来自中国的企业中,还有徐晓东博士代表中国移动当选TSG RAN副主席、Georg Mayer先生代表华为公司当选SA主席这些职位均属于3GPP的TSG层面职务,标志着中国企业在国际通信标准制定领域的进一步跨越。

据悉,大唐在国际电信联盟、3GPP、CJK、One M2M等国际标准组织担任多个领导职位,其中所担任的ITU 5G技术评估组主席是ITU 5G标准的核心岗位。

历来,一家公司要在3GPP、ITU取得如此重量级的职位,唯有凭过硬的技术实力。从3GPP历次会议的文件看来,在5G标准方面,大唐是终端节能技术首倡者和报告人、大规模波束赋形技术的联合报告人、车联网技术R14和R15的联合报告人、5G本地服务技术报告人、新型非正交多址的联合报告人,是3GPP 5G标准的核心贡献者。

从3GPP、ETSI官网统计发现,在近几年的5G标准化过程中,大唐新提交的5G标准化文稿超过5000篇,拥有5G专利超过3000项,多项专利进入5G核心规范。多家第三方独立机构评估的数据显示,已经声明的5G标准必要专利,大唐在全球排名前十。这些知识产权的积累将为我国5G产业发展和持续进步提供重要支撑与保障。

可见,大唐移动已经成为5G标准的引领者和核心专利的主要拥有者。而背后,定然源于大唐移动在5G核心技术研发方面不断取得的突破,除了上述的5G终端节能技术,至少还包括:

5G位置服务

终端的位置信息,是行业应用、监管类业务正常开展所必需的关键信息。

由5G移动通信网络计算并提供的位置信息,其位置精度和准确度、获取时间延迟、服务的可用性等方面具有明显的优势,比如可以在室内实现精准定位。位置计算过程将充分利用终端当前无线接入环境提供的信息,如基站坐标、小区标识、定位参考信号和提升精度必须的辅助数据等。

3GPP的会议文件显示,在3GPP SA2、SA3和CT4工作组,“5G系统位置服务增强”相关项目均由大唐牵头,积极推动了基于服务化的位置服务网络架构、LMF和GMLC等相关网络功能及服务的定义、端到端流程的标准制定,实现了将位置服务作为一种网络能力开放给第三方,将5G_eLCS的拓展到更多的商业场景;与此同时,还保证了5G位置服务的安全性。

Massive MIMO

这是即将到来的早期5G商用中,一项核心的5G新空口技术,有望用于5G广域覆盖、热点覆盖、回传链路等几乎所有场景中。

大唐等国内企业在TD-SCDMA首次将智能天线波束成形技术引入移动通信系统,后续又在TD-LTE中拓展到8天线多流波束成型技术,实现了波束成型与空间复用的深度融合,在国际上领先,使得大唐在5G大规模多天线及波束成型的技术研究、标准与产业上取得了先机。

大唐首次展示的业界最大规模256元大规模天线阵列,其可在保证天线增益的同时,降低天线体积、功耗、成本,利于后续Massive MIMO的产业化、实用化。

超密集组网

“网络密集化”是5G应对移动数据业务大流量和剧增系统容量需求的重要手段之一。

从LTE-Hi到“超密集”,大唐在业界率先提出UUDN架构。

UUDN基于“去蜂窝化”的思想,采用更加贴近用户的本地控制管理中心构建以用户为中心的“虚拟伴随小区”,通过高效的移动性管理,实现“网随用户动”。

同时,UUDN可智能感知用户需求和网络状态,按需选择合理的接入方式和传输方式,实现“以用户为中心”的业务传输。

另外,UUDN还引入了先进的干扰管理、灵活的无线回传、智能的网络编排、网络自优化等先进特性,以提升网络容量和区域频谱效率、降低部署和维护成本、提升用户体验。

灵活自适应的TDD双工系统

从3GPP的5G标准看来,中频段、高频段5G系统采用TDD这种双工方式。基于TDD的大规模多天线、超密集组网、车联网、毫米波通信、动态频谱共享等属于5G核心技术。

2019年2月,大唐移动持有的专利《一种时分双工系统的数据传输方法和系统》获得“第五届北京市发明专利奖”的特等奖,含金量极高。由此,其在TDD领域的深厚积累可见一斑。

业内分析人士指出,从TD-SCDMA、TD-LTE,到5G,大唐持续引领TDD帧结构设计。例如,在备受关注的5G eMBB帧结构选择上,大唐发挥在TDD系统设计上的优势,提出的2.5ms双周期配置建议,被业界接纳为后续5G试验中频段(2.6/3.5/4.9 GHz)的统一的帧结构,该方案在覆盖、容量、时延、广播波束扫描等多方面综合性能最佳,特别在上行覆盖和上行容量上具备明显优势,为推动5G产业的发展做出了贡献。

蜂窝车联网

车联网领域,大唐在2013年率先业界提出了LTE-V技术概念,经过5年多的研发,目前已经成为C-V2X领域的领先技术方案。从目前的发展态势看来,该技术将利用5G更高性能实现5G智能驾驶的业务拓展。

从2015年至今,笔者观察到,大唐移动在大规模天线、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、按需的移动性管理、网络安全、车联网应用等5G技术领域取得突出成果,处于领先地位,引领国际标准,为我国5G产业快速发展以及持续进步提供了重要支撑与保障。

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