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毫米波将给5G、4G协同带来挑战

日期: 2015-05-21
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作者:刘晶 来源:中国电子报 日期:2015年05月15日 09:15
  从3G时期开始启动的移动互联网正在推动无线通信技术加快发展。现在,我国4G网络在三大运营商全面开花布点仅仅一年,业界更多的研发力量已经投向了5G。相比4G,5G在传输速率、连接密度、端到端时延等方面都有较大幅度提升,5G是以需求和应用场景为出发点,目前正处在确定采用何种技术来满足各场景需求,以及使用什么频谱的阶段。
  关键技术加快确定
  5G技术的创新主要来源于无线技术和网络技术两个方面。在无线技术领域,大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已经成为业界关注的焦点;在网络技术领域,基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的新型网络架构已经取得广泛共识。
  信息通信研究院标准研究所所长王志勤表示,今年年底会启动5G标准方案的相关工作,到2016年年底对主要技术形成判断,真正形成标准会在2017年。
  目前在空口技术上,华为、中兴和大唐提出3个方案,王志勤表示,国内提出的3个空口技术会首先在国内进行讨论,并以其中一个方案为主,融合其他方案的技术优势,形成一个统一的方案,之后提交到3GPP上进行讨论。按照这个时间表,国内统一的5G空口技术,应该会在今年年底形成。
  据专家介绍,通过仿真实验,华为的SCMA(基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址技术),信道水平可以提升300%;大唐的PDMA(基于非正交特征图样的图样分割多址技术),降低了复杂度;中兴的MUSA(基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入技术),实现了免调度传输。可以说3种方案,各有所长。
  毫米波将给5G、4G协同带来挑战
  毫米波是随着5G一起热起来的技术。毫米波在5G的应用前景主要在城市高话务密度地区,因为这些区域有大量的移动终端和物联网设备,需要进行短距离高速率连接。
  上海贝尔方面认为,目前移动通信3GHz以下的频谱资源十分拥挤,而高频段毫米波可用频谱资源丰富,能够有效缓解频谱资源紧张的现状,可以实现极高速短距离通信。高频段毫米波移动通信可以提供足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益,支持5G容量和传输速率等方面的需求,因此5G势必采用更高的频谱。
  但与此同时,采用毫米波会对4G、5G的协同带来挑战,对于终端设备而言,移动终端需要同时支持低频段和高频段,对于网络侧,需要满足异构组网,支持系统兼容,满足系统间切换漫游等,这都将提升系统与终端设备的复杂度。
  5G典型场景涉及高话务城区,办公楼、居民区,机场,火车站,体育场、地铁、高速公路、高铁覆盖等,热点高话务区域极有可能是5G首先得到部署的应用环境。与以往通信制式更迭以替代性为主要特征不同,未来5G网络将实现多种技术的并存,通过多种技术协作为用户提供差异化的通信服务。因此,5G网络部署将会是渐进逐步引入的方式。
  我国针对5G启动多项课题
  中国在2013年2月由三大部委发起成立了IMT-2020(5G)推进组,带领国内企业和高校,专门从事5G的技术研究和标准推动工作。从成立的时间来看,IMT-2020(5G)推进组稍早于国外其他政府型5G组织,例如韩国的5G Forum、日本的B2020AH、欧盟的5GPPP等,都是继IMT-2020推进组成立之后才成立。从工作内容和已有进展来看,我国首次在需求方面就率先介入,并向ITU输出了以“5G之花”为代表的关键技术需求,在国际上获得高度认可。针对关键技术,推进组同期开展了12个无线接入技术方向和网络架构及关键技术的研究,并最终明确出以“Gbps能力+一组关键技术”为代表的5G概念,聚焦于新型网络架构和新型多址接入、大规模天线、超密集组网、全频谱接入等多个核心技术方向的研究和标准推进工作。目前,推进组正在深入研究5G的技术评估需求、5G的技术路线和关键技术,为全面标准化推进做好充分准备。
  从目标和策略来看,我国针对5G在目标上更高一层,力争做到“引领全球”。而为了达到这个目标,IMT-2020推进组非常重视国际合作,希望为我国的5G标准推进建立优良的国际沟通环境和商讨氛围,这样才能利于5G国际标准的顺利推进。目前,IMT-2020推进组和国际主要5G研究组织和企业,也已经建立了战略合作关系。
  从政府支持的项目来看,我国针对5G已经启动了863 5G一期项目、863 5G二期项目、重大专项三 5G项目等多方面的课题,积极支持5G网络架构、关键技术、验证环境、标准推进等多方面的工作。
  基于上述所述的IMT-2020推进组的前期工作,中国在5G方面已经做好了布局和准备,可以说具有光明的发展前景。后续,国内会按照这个布局,在需求、频率、技术等多个方面持续推进,尽早抢占5G标准先机,并推动5G产业和市场的蓬勃发展。

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