专家把脉5G发展：技术标准化将成2016年最大亮点

本刊记者 | 黄海峰

专家把脉5G发展：技术标准化将成2016年最大亮点

本刊记者 | 黄海峰

2015年，5G明确了应用场景和关键指标要求，关键技术逐步收敛，标准化和商用时间表基本明确,可以认为启动阶段基本完成，从2016年开始进入执行阶段。

爱立信东北亚区无线研发团队负责人 ...............................王亥博士

大唐移动通信设备有限公司副总工程师 ...........................蔡月民博士

蔡月民

王亥

近日，全球5G发展迅速，热点频现。如我国863计划5G研发投入破2.5亿元；中国移动牵头发起5G系统架构设计，获全球48家企业支持，同时中国移动主导完成ITU 5G网络标准技术指导建议书；爱立信与思科达成合作，每年投入110亿美元布局5G……

诸多进展显示，5G正处于发展关键时期，在标准制定、技术研究、频谱规划等方面都有很多热议话题。就此，《通信世界》记者邀请电信设备商专家，把脉5G产业发展，盘点并展望其未来发展。

系统架构设计是5G发展核心

《通信世界》：就中国移动近日主导的5G系统架构设计，贵公司如何看待其重要性和价值？在这方面贵公司研究进展如何？

王亥：爱立信与中国移动技术交流密切，彼此十分了解。中国移动的5G系统架构设计强调以用户为中心的网络架构。爱立信与中国移动共同参与申请了国家重大专项5G网络架构的研发项目，承担相关研究课题以及原型机开发工作。在5G时代，网络架构需要创新，因为许多业务需要差异化网络支持，尤其是低时延业务。

广泛来说，5G技术包括两层含义：一是后向兼容的LTE演进，二是新的无线接入技术。从技术层面看，5G是移动宽带的增强但又超越移动宽带的范畴，因为5G不仅支持手机高速上网业务，还要支持物联网等业务。

蔡月民：5G系统架构设计对于5G系统是与空口设计同等重要的研究方向，是5G实现开放性、灵活性、泛在性的核心，新型系统架构才能使5G全面支撑未来社会的数字化。大唐成立了专门的组织，展开了基于SDN/NFV网络架构和网元功能虚拟化的研究。2014年以来，大唐启动了基于NFV技术的部分网关的研制，完成了vEPC在实验室的功能验证。

目前，业界在5G网络研究方面，仍处在需求制定阶段，尚未提出明确的、标准化的网络架构，但在5G架构设计的需求以及可能的技术方面，已经形成了一些共识。在需求方面，普遍将灵活、高效、支持多样业务、实现网络即服务等作为设计目标；在技术方面，SDN、NFV等成为可能的基础技术，核心网与接入网融合、移动性管理、策略管理、网络功能重组等成为值得进一步研究的关键问题。后续我们将加大这方面的专项投入，展开关键技术研究和设备研制。

技术创新聚焦：大带宽、低时延、高频段

《通信世界》：5 G由M assive MIMO等多个关键技术组成，贵司认为哪些技术更方便实现？目前在这些关键技术领域研究情况如何？

王亥：Massive MIMO可以实现更高频谱效率和系统容量，属于5G关键技术。5G强调用户体验，能够实现低时延的技术十分关键。此外，丰富的频谱资源可支持大带宽，业界在低频段较难发掘更多频段，所以将眼光转向更高的频段。爱立信的5G测试床是工作在15GHz频谱之上，这是高频段通信的有效尝试和探索。

目前，爱立信已经在位于斯德哥尔摩的公司总部和位于普莱诺的爱立信美国公司总部建起了室内和室外5G测试网。基于此，爱立信为人和物提供更高容量的移动网络连接。

爱立信最新实现的5G技术：一台5G移动设备同一时间连接到多个5G蜂窝基站，这种技术被称为5G多点连接。该技术具备高灵活性，能确保5G设备在不同蜂窝之间移动时仍能与5G网络保持高质量连接，并实现了通过同一频段向移动设备传输多组多个数据信号（多输入多输出、或简称MIMO串流），这种技术能将下行链路吞吐量增加一倍。

蔡月民：5G由一系列关键技术、应用场景、重点指标来定义。从对网络的价值与技术可行性来看，以下技术是比较公认的重点技术。

MassiveMIMO：通过多天线技术提升5G基础覆盖网络的性能及频谱效率；大唐在多天线技术方向上有传统优势，牵头IMT-2020研究项目，目前已完成样机开发，并开始部分原理验证。

非正交多址（PDMA等）：通过多用户共同使用相同的时频资源进一步提升系统容量和频谱效率。大唐提出图样分割多址接入PDMA，采用不等分集度的多用户叠加方式，应用于下行可以提升频谱效率30%～50%，应用于上行可以提升系统频谱效率最大到2倍左右；同时支持面调度传输，用于物联网可以降低时延，并提升系统接入用户数目3～5倍。

超密集组网技术：超密集组网重点解决话务特点的容量问题，主要包括新型网络架构，干扰管理与抑制、空口协同技术、虚拟小区技术、无线回传和网络智能化方向。目前大唐在宽带小基站开发、动态TDD、干扰协同等方向已经完成样机开发。

低时延、高可靠通信技术：重点研究可用于车联网自动驾驶的低时延、高可靠技术，当前开展短子帧设计和流程优化为主的时延降低技术。大唐已经完成系统方案设计，以及车机、路侧基站的原理样机开发，并开展外场试验。

灵活频谱共享技术：系统间的频谱共享（广播与IMT）以及运营商间的频谱共享，提升频谱利用率。当前阶段重点研究免license频段的频谱共享技术LAA等。

中国移动和DoCoMo研发投入大

《通信世界》：目前除了中国，德国、英国、日、韩等多个运营商联合产业链合作创新推动5G发展，贵司认为各运营商研究有什么不同和相同之处？如何联合各方实现最终标准统一？

王亥：各家运营商的5G研究实力存在差异，投入力度有很明显区别。在运营商中，中国移动和日本DoCoMo对5G关键技术研究投入较多、也比较深入。其他运营商贡献更多是在需求、场景上的讨论。

蔡月民：有的运营商是希望把握技术方向并率先开展商用，如日本DoCoMo等，部分运营商主要参与需求讨论，并配合政府等对5G产业的整体规划，支持技术试验。不同的定位对技术方案的参与度不同。

最终的标准统一依赖官方和民间的共同努力。ITU及3GPP等标准化组织会致力于5G系统的标准化，按照严格的流程和时间表，目标是形成全球统一的5G标准。民间的努力是5G研究已经形成全球合作，各国的相应项目都对全球开放，并且都有形成全球统一标准的意愿，这是未来技术融合的基础。

5G频谱规划要早做准备

《通信世界》：5G发展的挑战被认为是技术标准未定、垂直行业参与研发少、频谱规划未定，您对这些挑战如何看？您认为哪些是当前急需解决的？

王亥：2015年3GPP确定了5G研究计划，开始5G技术需求研究，2015年9月启动5G技术研讨会，2016～2017年完成5G技术方案（标准化第一阶段），2018～2019年完成5G技术规范（标准化第二阶段）。因此，当前5G技术标准虽然未定，但3GPP以及ITU等国际标准组织已制定明确时间表，所以该问题不是现阶段需要顾虑的。

垂直行业参与研发少是个挑战。爱立信目前积极邀请垂直行业参与，了解垂直行业或者是其他行业对于5G时期通信的需求。爱立信在瑞典开启5G for Sweden项目，也正把这个项目扩展到5G for Europe，就是在这方面的努力。通信行业习惯开展技术标准化，但不能寄希望所有其他行业都参与进来。因此，对于垂直行业的需求，通信行业应该主动获取而非等待。

在频谱规划未定方面，2015年11月召开的世界无线电频谱大会WRC15，就试图在低频段（6GHz频段以下）发掘频谱资源；2019年无线电频谱大会上，业界将商讨并定义6GHz以上的频段的利用。业界需要一个全球一致的频谱规划，但目前全球各个运营商的无线频谱资源都呈现碎片化特征，要整合需花费很大力气。因此，业界应该在5G发展初期就规划好。

蔡月民：这些挑战是客观存在的，也是正在积极加强的。技术标准的制定已经有比较严格的时间表；提升垂直行业的参与度，一方面是5G研究应该更开放，同时应该从国家或产业层面把5G与其他产业的发展与升级紧密结合，适当弥补5G标准化与处置行业需求差异化之间的鸿沟。频谱问题也有全球、分区域以及国家级的协调，正在逐步明确，初期部署需要的低频段会首先明确，能够满足5G商用启动时的需求。

TDD或将比FDD发挥更重要作用

《通信世界》：TD-LTE运营商向5G演进相比FDD有哪些挑战?

王亥：目前业界在讨论5G到底是FDD还是TDD制式，爱立信认为未来将是灵活的组合。从现实情况看，如果频谱比较高（3GHz以上），TDD系统合适，因为在频谱越来越高的情况下，寻找可以运行FDD的对称频段很难。因此，目前只运行TD-LTE网络的运营商，或将在5G部署中占据优势。

蔡月民：在5G中，TDD和FDD无疑将是深度融合的，并发挥全频谱接入的优势。相比4G阶段，TDD将发挥更加重要的作用。主要原因如下：

第一，TDD更易于在异常复杂的网络环境下获取无线信道信息，更好地支持大规模天线技术、超密集组网技术的应用；

第二，TDD更容易获得大带宽的空闲频段，TDD适合于高频段通信技术、灵活频谱共享技术的应用；

第三，TDD更易于实时且灵活地调整上、下行资源配置，更好地匹配大量下载或上传的业务突发，提升移动通信系统效率。

可以预期，面向5G，TDD传输方式将获得全球移动通信业界更多的关注、研究以及商用。大唐聚焦5G的TDD优势技术，已经完成核心技术的积累，例如大规模天线技术、超密集组网技术、高频段通信技术、灵活频谱共享技术等。后续大唐将积极参与标准化工作，为5G标准做出更多的贡献。

2016年标准制定将遇不少挑战

《通信世界》：盘点2015年，您认为5G发展取得了哪些里程碑式成绩？展望2016年，5G将发展到什么阶段？贵司如何规划？（包括投资数量、人员配备、产业合作等）

王亥：2015年很重要的里程碑是ITU已经批准了5G的需求和场景，并且正式立项关于5G的标准研究。ITU、3GPP也定义了5G标准化时间表。在2015年9月召开的5G研讨会上，各家公司百家争鸣，也一致同意要在3GPP的时间表下开展5G标准化的工作。业界聚合力量同意开展5G标准化，这是2015年5G最重要的进展。

2016年将是5G在3GPP进行标准化工作的开始之年，标准化开始之后，各家公司可能都会把自己前期的研究工作展示给3GPP。各家公司可能都有自己的技术“偏好和喜好”，因为3GPP定义的时间表比较紧凑，如何让各方互相折中、达到一个让大家都能够接受的5G标准，极具考验性。

在行业合作方面，爱立信与Intel等合作伙伴一起，利用与 IOT物联网连接的传感器应用到葡萄酒制造业，帮助生产商深入了解数据，如土壤和空气质量以及太阳照射强度等, 以便基于这些数据开展预测性分析、资源管理以及实时远程监控支持活动，从而提高酿酒质量、降低成本、减少对环境的影响。

蔡月民：2015年，5G明确了应用场景和关键指标要求，关键技术逐步收敛，标准化和商用时间表基本明确，全球已经形成5G研究的高潮与合力，形成了高效开放的研究组织和项目。如果把5G作为一个全球的大研究项目，可以认为启动阶段基本完成，从2016年开始进入执行阶段。2016年，标准化工作正式启动，技术方案将快速收敛，试验平台加速开发，5G研究进入快车道。

大唐将5G作为未来战略发展的核心目标，集中最优势的研发力量投入5G研究与设备开发，在技术研究、产业推动、业务应用方向全面布局，对MassiveMIMO、PDMA、UDN等方向将形成原创性成果，为标准化做出贡献。

在设备研发方向，大唐移动将在系统设备、终端等方向启动5G测试设备开发项目，第一阶段将在2016年完成MassiveMIMO、PDMA、UDN等的原理验证，并启动外场测试；2017年将具备网络测试的环境，并同时考虑未来的产业化衔接。在业务应用方向，车联网将被作为研究重点，期望在完成技术验证的基础上，推动产业化。