文/趙宇
隨著運營商的網(wǎng)絡重構(gòu)，NB-IoT/eMTC將商用使能垂直行業(yè)，網(wǎng)聯(lián)汽車推動C-V2X發(fā)展，以及業(yè)界對網(wǎng)絡切片、邊緣計算等展開深入探索和部署，預示著面向5G商用更進一步。
與此同時，3GPP也加速了5G標準化現(xiàn)階段的進程：
2017年12月完成Rel.15非獨立組網(wǎng)5G新空口技術(shù)標準，以及完成5G網(wǎng)絡架構(gòu)標準化，滿足美韓日激進運營商需求；
2018年6月完成獨立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標準化，支持eMBB和uRLLC兩大場景，滿足2020年5G初期商用需求；
2019年9月，支持增強型移動寬帶(eMBB)、海量物聯(lián)（mMTC）、高可靠通信（uRLLC）三大場景， 滿足全部ITU技術(shù)要求。
NB-IoT商用是進入5G時代的信號
在國際上，歐盟2018年啟動5G規(guī)模試驗，力爭2020年實現(xiàn)5G為垂直行業(yè)服務；2017年， Verizon在美國將啟動部分5G “商用”；2018年初，韓國冬奧會啟動5G預商用試驗；2020年7月，東京奧運會實現(xiàn)5G商用。
在我國《十三五規(guī)劃綱要》中提及，積極推進第五代移動通信（5G）和超寬帶關(guān)鍵技術(shù)研究，啟動5G商用。也就是說，中國將不會晚于2020年展開5G的正式商用。
目前，4G演進將滿足大部分5G需求。5G 新空口滿足了所有需求，但不考慮后向兼容。因此，中國在2020年商用5G將采用全球統(tǒng)一的5G標準，商用運營風險極小。
據(jù)媒體報道，我國首批5G外場測試試驗網(wǎng)建設(shè)城市近期公布，包括了寧波、上海、廣州和蘇州，預示著我國5G商用進程的加速。5月12日，中國電信再次明確3億元補貼NB-IoT/Cat.1等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，5月底建成國內(nèi)首個全球連接管理平臺；中國聯(lián)通于5月15日啟動NB-IoT網(wǎng)絡試商用，并組建中國聯(lián)通NB-IoT終端產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟……這表明海量連接、安全的5G時代即將來臨，其背后是運營商面向數(shù)字經(jīng)濟的網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型與努力。
與此同時，三大運營商在2015年之后面向未來的網(wǎng)絡重構(gòu)，如中國移動的NovoNet2020、中國聯(lián)通的CUBE-Net，以及中國電信的CTNet2025。此前，中國電信基于SDN/NFV提出了5G“三朵云”架構(gòu)，網(wǎng)絡功能模塊化、軟件化，控制面與用戶面分離等，其核心理念被3GPP接受。
我國5G商用進程與3GPP標準化同步
自2012年底到現(xiàn)在，我國和國際同步啟動5G研發(fā)，成立了IMT-2020(5G)推進組，涵蓋國內(nèi)外移動通信產(chǎn)學研用單位，5G技術(shù)研發(fā)試驗全力支持在ITU和3GPP框架下研制全球統(tǒng)一的5G技術(shù)標準，支撐2020年5G商用。
2016年年初，我國啟動了5G技術(shù)研發(fā)試驗，分為兩個階段。目前，我國5G研發(fā)已經(jīng)進入到第二階段試驗，主要測試技術(shù)方案的集成度和可實現(xiàn)性，對5G性能、指標進行試驗。2016年9月15日，我國完成的5G第一階段技術(shù)研發(fā)試驗，華為、愛立信、中興、大唐、諾基亞上海貝爾、三星和英特爾7個廠家參與測試。
第一階段技術(shù)研發(fā)試驗驗證了大規(guī)模天線、新型多址、超密集組網(wǎng)、網(wǎng)絡切片、移動邊緣計算、控制承載分離和網(wǎng)絡功能重構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)在支持Gbps用戶體驗速率、毫秒級端到端時延、每平方公里百萬連接等多樣化5G場景需求的技術(shù)可行性。
測試結(jié)果基本符合預期：
相對于LTE-A，大規(guī)模天線可實現(xiàn)3~4的頻譜效率提升；
結(jié)合多址、編碼等關(guān)鍵技術(shù)，可滿足ITU頻譜效率指標（3-5倍）提升需求；
相比于LTE，采用新型多址技術(shù)可獲得86%以上的下行頻譜效率提升和3倍上行用戶連接能力提升；
相比于傳統(tǒng)的Turbo碼，極化碼在靜止和移動場景下可獲得0.3~ 0.6 dB 的性能提升，同時，與高頻段通信結(jié)合可實現(xiàn)>20Gbps的數(shù)據(jù)傳輸能力，驗證Polar Code能夠很好地支持ITU定義三大場景；
驗證了高頻段技術(shù)方案的可行性，同時，證明了利用高頻通信技術(shù)可滿足10-20 Gbps的ITU峰值速率指標要求；
5G系統(tǒng)在統(tǒng)一技術(shù)框架基礎(chǔ)上支持不同場景差異化技術(shù)方案的需求。
第二階段：展開多場景測試
5G主要面向移動互聯(lián)網(wǎng)、低時延高可靠和低功耗大連接三大5G典型場景，涉及無線空口和網(wǎng)絡架構(gòu)技術(shù)方案的研發(fā)與試驗。我國5G測試目標之一是加強全球協(xié)調(diào)一致的5G頻率，在重點推動低頻段的同時，加強高頻段頻譜研究。
2016年，無線電管理部門批復了在3.4-3.6GHz頻段開展5G系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)試驗。目前，工信部正在抓緊開展其他有關(guān)頻段的研究協(xié)調(diào)工作。
2016年9月，中國5G技術(shù)研發(fā)試驗第二階段啟動。第二階段試驗針對5G技術(shù)需求，驗證不同廠商5G技術(shù)方案性能，支撐5G國際標準研制，預計到2017年底第二階段試驗完成。
IMT-2020（5G）推進組在三部委的支持下，由中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、都科摩、中國信通院等組成測試組，針對移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應用場景的技術(shù)方案進行驗證，主要包括：
連續(xù)廣覆蓋場景、低時延高可靠場景、低功耗大連接場景、熱點高容量（低頻）場景、熱點高容量（高頻）場景、高低頻混合場景與其他混合場景共七大場景的性能測試，同時還有多方互通對接測試。
值得注意的是，不同場景的技術(shù)方案將基于統(tǒng)一的技術(shù)框架進行設(shè)計。由于5G技術(shù)框架應當具有統(tǒng)一、靈活、可配置的特點，因此，基于不同場景的技術(shù)需求，通過關(guān)鍵技術(shù)和參數(shù)配置來形成相應的優(yōu)化技術(shù)方案。
5G技術(shù)研發(fā)試驗第二階段測試基于統(tǒng)一的試驗平臺、統(tǒng)一頻率、統(tǒng)一設(shè)備和測試規(guī)范開展，針對各廠商面向5G移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應用場景的技術(shù)方案進行驗證。同時，此階段將引導芯片、儀表廠商參與，開展產(chǎn)業(yè)鏈的對接測試。
5G時代，需要新的商業(yè)模式
2017年年初，中國移動發(fā)布了5G商用規(guī)劃：2017年將啟動5G外場試驗，2018年啟動5G網(wǎng)絡預商用試驗，2019年進行商用化規(guī)模試驗，力爭在2020年實現(xiàn)5G網(wǎng)絡規(guī)模商用的目標。面向目標網(wǎng)絡的NovoNet試驗網(wǎng)，預計2018年啟動規(guī)模商用，2020年實現(xiàn)主要網(wǎng)元的網(wǎng)絡功能虛擬化。
中國移動相關(guān)人士認為，5G時代需要提前把握怎樣根據(jù)需求定制網(wǎng)絡切片、參數(shù)設(shè)置，確保5G網(wǎng)絡是可運營、可管理。同時，對于融合創(chuàng)新，要強化跟垂直行業(yè)的合作，不僅僅研究新的業(yè)務，還要研究新的商業(yè)模式。
目前，在北京懷柔規(guī)劃的全球最大的5G試驗外場，完成了30個站的站址規(guī)劃，可滿足6家系統(tǒng)廠商的外場單站及組網(wǎng)性能測試需求。同時，展訊、MTK等芯片企業(yè)，是德科技、羅德與施瓦茨、大唐聯(lián)儀、星河亮點等儀表企業(yè)也參與測試。
在上海浦東，中國移動通過5G C-Band 5站密集城區(qū)連續(xù)組網(wǎng)，C-Band峰值速率可達4Gbps，拉遠覆蓋可達1.5公里，平均吞吐率達到1.7Gbps。
在廣州番禹，中國移動初步選出7個站點作為備選測試區(qū)域，主測站點為廣東工業(yè)大學教學五號樓站點。
此外，中國移動成立了5G聯(lián)合創(chuàng)新中心，推進5G通信技術(shù)成熟，孵化創(chuàng)新應用，構(gòu)建共贏生態(tài)為目標，開展涉及基礎(chǔ)通信能力、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云端機器人、虛擬/增強現(xiàn)實等6大領(lǐng)域工作，啟動了30+個聯(lián)合創(chuàng)新項目。與此同時，在擔任3GPP RAN全會副主席和RAN2副主席的同時，中國移動牽頭了5G相關(guān)立項，并申請5G相關(guān)專利450+項。
中國電信根據(jù)自身網(wǎng)絡特征，主導了移動大視頻、多網(wǎng)融合等多項5G相關(guān)的3GPP國際標準，并構(gòu)建了5G技術(shù)仿真評估體系。中國聯(lián)通也面向5G成立了開放實驗室，對基礎(chǔ)網(wǎng)絡與能力、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)展開研究合作。
國產(chǎn)芯片5G時代將不再落后
面向2020年的500億連接將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，只有5G網(wǎng)絡能夠?qū)崿F(xiàn)新的信息形態(tài)、提升業(yè)務效率，并帶來數(shù)據(jù)增值。
在英特爾院士、通信與設(shè)備事業(yè)部無線標準首席技術(shù)專家吳耕看來，從設(shè)備端、無線技術(shù)到網(wǎng)絡端、云端，英特爾是唯一一家能夠提供5G端到端解決方案的公司。此前，英特爾收購Mobileye顯然是為發(fā)力自動駕駛做鋪墊。
在MWC2017上，英特爾發(fā)布了千兆級LTE Modem XMM 7560，同時面對移動邊緣計算，英特爾提供了凌動C3000、至強D-1500、25 GbE以太網(wǎng)適配器XXV710等產(chǎn)品組合。
高通也是在MWC2017前夕發(fā)布了5G Modem驍龍 X50，通過單芯片實現(xiàn)2G/3G/4G/5G多模功能，以支持在6GHz以下和多頻段毫米波。2017年下半年，中國移動、高通和中興將開展5G新空口試驗，基于符合3GPP規(guī)范的試驗和互操作性試驗勢必會加速5G的大規(guī)模部署。
高通中國區(qū)董事長孟樸認為，智能化、自主化、網(wǎng)絡化及互聯(lián)化是移動技術(shù)的最新發(fā)展趨勢，未來的5G網(wǎng)絡將會為“大連接時代”的計算、存儲、網(wǎng)絡資源以及連接提供一個一體化的分布式平臺。
英特爾的盟友——中國芯片商展訊基于Rel.15將在2019年推出第一顆5G芯片，2020年推出真正意義上的5G（Rel.16）芯片。
展訊CEO李力游表示，2G時代展訊落后高通10年，3G時代展訊落后高通5年，LTE時代展訊落后高通1~2年，5G時代“我們落后高通1~2個月或者是1~2天，”甚至有可能超過1~2秒。這不光是展訊的進步，也是我們國家半導體設(shè)計水平的進步，包括最近航母下水，差距也越來越小。
值得注意的是，不僅僅是華為、中興等傳統(tǒng)通信大廠展開了5G研發(fā)，包括vivo這類終端廠商也展開了5G的研究部署，同時通過HPUE提升TD-LTE終端的上行體驗。基于TDD，軟銀在美國弗吉尼亞進行Band41 HPUE外場測試，小區(qū)容量提升11%，覆蓋范圍提升16%；Sprint聯(lián)合諾基亞和摩托羅拉，通過驍龍 X16 Modem進行千兆級LTE測試，下行網(wǎng)速達到705Mbps……這一切雖是4G終端的性能提升，但實質(zhì)是為5G打下基礎(chǔ)。
5G時代：網(wǎng)隨云動
基于上述所構(gòu)建的北京懷柔外場測試環(huán)境，華為、大唐等開展了3.5GHz 5G新空口下外場性能測試。
在外場性能測試中， 華為基于統(tǒng)一空口的解決方案完成了連續(xù)廣域覆蓋、低時延高可靠、低功耗大連接和混合場景的外場性能測試，分別實現(xiàn)了10Gbps峰值速率、小于1ms的空口時延和大于100萬連接的5G關(guān)鍵性能指標需求。
為驗證華為5G新空口技術(shù)方案，華為5G原型系統(tǒng)與羅德與施瓦茨、是德科技和大唐聯(lián)儀等儀表企業(yè)開展了互通對接測試，基于第三方測試儀表驗證了華為新空口技術(shù)方案中的參數(shù)集、幀結(jié)構(gòu)和新波形等技術(shù)。
在華為相關(guān)人士眼中，運營商的網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型驅(qū)動力在于：用戶需求決定網(wǎng)隨云動，以及運營商自身希望降本增效。5G網(wǎng)絡對基礎(chǔ)設(shè)施的可視化、容災、彈性，以及業(yè)務應用上線交付的生命周期提出了新的需求，當時還要具備低時延、高可靠等特性。因此，不難理解華為通過Cloud Edge+Cloud RAN+Cloud Air是希望構(gòu)建一張全面云化的網(wǎng)絡。
上個月，中國聯(lián)通廣東分公司開通國內(nèi)首個5G試點，合作伙伴愛立信在現(xiàn)網(wǎng)中實現(xiàn)了基于雙頻段無線點系統(tǒng)1Gbps現(xiàn)網(wǎng)傳輸測試與演示。此前，愛立信與中國移動完成了運營商網(wǎng)絡控制的5G原型系統(tǒng)無人機外場測試；合作開啟針對Cloud RAN合作研發(fā)項目；完成了全新場景下的5G高頻階段性測試；與兩家國際運營商展開了5G聯(lián)合網(wǎng)絡切片“漫游”試驗。在2016年通信展上展示了5G無線原型機，峰值吞吐量可超過25 Gbps。
在嘉興，中國移動與中興完成了3D-MIMO（即Pre5G Massive MIMO）商用部署及多場景測試驗證。中興在嘉興部署的新一代寬頻3D-MIMO，針對高校大話務場景、居民高樓立體深度覆蓋等多個場景展開驗證。
同樣是在懷柔外場，大唐啟動了3.5GHz 頻段5G外場速率與覆蓋能力測試、宏基站和密集覆蓋小基站之間的切換，以及針對未來融合組網(wǎng)的覆蓋對比驗證。目前，已完成室外定點速率、移動拉遠及4G/5G覆蓋對比、宏微基站切換等測試場景。測試中，核心網(wǎng)采用統(tǒng)一的虛擬化云平臺，可以滿足5G的多樣化場景，支持核心網(wǎng)功能及本地化業(yè)務的部署，平均延遲僅2-5微秒。在5G基站覆蓋能力測試中，通過大規(guī)模天線技術(shù)，在3.5GHz頻段下測試保持100Mbps下載速率的環(huán)境中，覆蓋距離超過2km，達到與2.6GHz頻段4G基站相近的覆蓋能力。
