独家专访中国5G技术试验负责人 参测厂家技术积累深厚

本刊记者│赵艳薇

独家专访中国5G技术试验负责人 参测厂家技术积累深厚

本刊记者│赵艳薇

“我们鼓励厂商开展高频试验样机的开发与测试，在国家未明确高频试验频率的情况下，将优先考虑开展高频段的室内测试。”

日前，我国5G技术研发试验第一阶段测试（关键技术验证阶段）已顺利完成。就5G关键技术优势、参与厂商表现以及接下来的测试流程等相关问题，通信世界全媒体平台特邀IMT-2020 （5G）推进组5G试验负责人兼无线技术组副组长魏克军以及IMT-2020(5G)推进组网络技术组副组长李侠宇进行了详细解读。

5G关键技术优势、挑战并存

《通信世界》日前，5 G技术研发试验关键技术验证已经完成，所涉及的5G关键技术包括大规模天线阵列、新型多载波、高频段通信等。请您简要分析，5G关键技术的优势以及规模应用所面临的挑战有哪些？

魏克军：截至9月15日，我国5G技术研发试验第一阶段测试（关键技术验证阶段）已全部完成。涉及的无线关键技术包括大规模天线阵列、新型多址、新型多载波、先进编码和高频段通信等，网络关键技术包括网络切片、移动边缘计算、控制承载分离和网络功能重构等。下面我简单介绍一下关键技术的优势。

大规模天线阵列是提升频谱效率最有效的技术手段之一，通过增加天线阵元数，可有效提升系统频谱效率，测试结果表明，相比于LTE-A，当天线阵元数增加到64阵元以上时，可实现3～4倍的频谱效率提升，与编码、多址等关键技术相结合，可有效满足ITU的3～5倍频谱效率指标提升的需求。

新型多址技术也是目前3GPP标准化的一项重要关键技术，国内系统设备厂商都有相应的技术方案，如：华为（SCMA）、中兴（MUSA）、大唐（PDMA）等，通过测试，验证了新型多址技术的性能增益，下行可以实现86%以上的吞吐量性能提升，上行可实现3倍用户连接能力提升，可有效支撑物联网大连接应用对用户连接数提升的需求。

新型多载波技术主要是通过降低带外辐射，支持相邻子带的异步传输，由于5G需要支持不同的应用场景，如：增强移动宽带、低时延及高可靠、低功耗大连接，不同场景的技术指标需求不同，需要采用不同的技术方案加以实现。因此，通过新型多载波技术可有效支持相邻子带采用不同的技术方案，是在同一技术框架基础上实现不同技术方案的关键性技术方向。

先进编码主要测试了华为的极化码，极化码是一种新型编码技术，测试结果表明，采用极化码，无论在静止还是移动场景，无论短包和长包都可以获得0.3dB～0.6dB的性能增益。此外，还进行了极化码与毫米波相结合的测试，实现了27Gbit/s的峰值传输速率，验证了极化码可有效支持移动互联网和物联网业务的应用需求。

高频段通信是5G重要的技术方向，利用高频段可有效缓解5G频谱资源紧张的情况，通过测试验证了高频段技术方案的可行性，华为和爱立信的高频测试结果，峰值速率都超过了20Gbit/s，可满足ITU峰值速率性能指标要求。

网络切片可以在通用的网络平台上根据不同的业务场景部署不同的网络逻辑功能，灵活编排网络架构和功能，满足不同的业务及用户需求，是5G网络满足网络架构灵活性的核心技术。

移动边缘计算在靠近移动用户的位置提供网络数据处理、IT服务环境和云计算能力，将业务存储和分发能力推送到靠近用户侧（如基站），使应用、服务和内容部署在高度分布的环境中，从而可以更好地支持5G网络中业务低时延和高带宽的要求。

控制承载分离将控制信令与数据转发分离，从而提高转发面效率；并且控制面功能集中，从而减少北向接口，增强南向接口可扩展性。

网络功能重构将网络功能划分成独立处理逻辑的功能模块，再根据不同的应用场景进行组合和重构，从而解决现有网络控制功能冗余的问题，提高网络的灵活性和智能性，满足网络的多样性和差异化业务需求。

上述关键技术都将在5G系统方案设计中起到重要的作用，当前，面对未来的规模商用，也会面临一些挑战，比如：大规模天线阵列的应用，需要解决成本较高的问题，模数混合天线架构将成为降低成本的有效方式；同时，大规模天线阵列的引入也会对信道模拟仪等测试仪表形成一定的挑战。

另一项具有挑战性的关键技术是高频段通信，高频段之前主要应用于军事和卫星领域，在移动通信中应用较少。高频段在移动通信中应用，会对功放、滤波器以及AD/DA等射频器件的性能指标提出较高要求。而在网络技术方面，对基于虚拟化平台的数据转发性能和业务可靠性也提出了更高的要求。

一阶段测试厂商表现良好二阶段将基于3个“统一”

《通信世界》参加5G第一阶段测试的共有7家厂商，包括华为、中兴通讯、大唐电信、爱立信、诺基亚上海贝尔、英特尔（Intel）、三星。您认为，参与测试的厂商表现如何？

李侠宇：5G技术研发试验第一阶段测试共有7家厂商参加，测试结果基本符合预期，这说明参加测试的系统设备厂商前期在所关注的5G关键技术领域都有很深厚的技术积累。从不同厂商所测试的关键技术来看，关键技术方向的共识度还是比较高的，大规模天线、新型多址、新型多载波、高频段通信、网络切片和移动边缘计算是厂商重点关注的技术方向。

从厂商层面来看，华为在5G关键技术方向的布局比较全面，共完成了大规模天线、新型多址、极化码和网络切片等10项关键技术的性能和功能测试，是完成关键技术测试最多的厂商；爱立信完成了高频段试验样机在室内和外场环境下的性能测试以及网络切片技术测试，较全面地测试了高频段在不同场景下的性能，爱立信在高频技术领域有较深厚的技术积累。

《通信世界》关键技术测试完成后，接下来的测试流程以及重点要求是什么？参与企业需要做怎样的准备？

魏克军：当前，我国已完成5G技术研发试验第一阶段测试工作，后续将进行第二阶段测试。自今年6月起，推进组已经启动了第二阶段测试的准备工作，目前正在开展测试环境搭建、技术规范起草工作。

目前，第二阶段设备规范制定工作已经完成，正在组织国内外运营企业、设备、仪表和芯片企业进行测试规范的研制，计划今年10月底完成第二阶段无线技术测试规范的制定，明年年中完成第二阶段网络技术测试规范的制定。

第二阶段测试将基于统一平台、统一测试要求和统一测试频率开展，统一平台就是指第二阶段测试将统一在北京的怀柔和顺义外场及中国信通院的MTNet实验室开展测试；统一测试要求指参加测试的试验样机要基于统一的设备规范进行开发，基于统一的测试规范进行测试，此外，还将引入第三方测试仪表参与测试，以保证测试的公正性，在第二阶段测试中，还将开展系统厂商与芯片/仪表厂商的多方对接测试，以推动5G产业链的构建；对于试验频段，低频是3.4GHz～3.6GHz频段，目前高频试验频段尚未确定，但我们鼓励厂商开展高频试验样机的开发与测试，在国家未明确高频试验频率的情况下，将优先考虑开展高频段的室内测试。

《通信世界》技术发展离不开标准的规范，您对5G标准制定方面有哪些建议？

李侠宇：在ITU和3GPP等国际标准组织框架下，我国将与全球主要国家、组织和企业一道，积极推进形成全球统一的5G标准，既要支持增强移动宽带应用，也要满足物联网及垂直行业应用需求；既要定义5G新空口，也要支持4G平滑演进；既要支持传统的6GHz以下低频频谱，也要支持6GHz以上高频频谱。

魏克军 博士，中国信息通信研究院高级工程师，IMT-2020(5G)推进组无线技术工作组副组长，我国5G技术研发试验负责人，长期从事无线通信技术研究工作，在5G、LTE/LTE-Advanced等无线技术领域有深入研究，先后主持参与国家科技重大专项和863计划等多项国家重大科研项目。

李侠宇 中国信息通信研究院技术和标准研究所主任工程师，中国通信标准化协会无线通信委员会WG4工作组组长，IMT-2020（5G）推进组网络技术工作组副组长。长期从事移动通信3G和4G网络、移动互联网、数字集群和专网通信方面的研究、标准化、技术评估和试验工作，目前重点开展移动通信5G网络架构和关键技术的研究和标准化工作。