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2020-03-28 來源︰he) bo)射頻網作者︰MWRF小編 我要評論(0) 字號︰

隨著5G商(shang)用牌照的(de)發(fa)放,全球服(fu)務運(yun)營商(shang)已經(jing)開始部署5G服(fu)務,5G網絡即將(jiang)在2019年實(shi)現商(shang)用。5G產業也從初期的(de)設(she)備研發(fa)向規模化生產及大批量(liang)現場部署以及廣泛的(de)商(shang)業應用方面轉化。讓(rang)我們一來起(qi)看(kan)看(kan),當前5G的(de)現狀chu) 唇jiang)到來的(de)創新成果,以及一些(xie)有(you)待解決的(de)挑戰。

5G的(de)當前現狀

每(mei)年都會有(you)超過10萬人匯聚巴塞羅那,參加全球規模最大且最引(yin)人矚目的(de)移動技(ji)術貿(mao)易展(zhan)——世界移動通信大會(MWC)。通信領域的(de)幾乎(hu)所有(you)重要參與企業都會在大會上展(zhan)示其最新lue) 汀 甲鐶虜販fa)布和演示未來技(ji)術。MWC 2019的(de)氛圍(wei)和創新成果與以往(wang)炒作和概念(nian)宣傳明顯不同。手zhi)俅慰 急湟歟 桓秤枇誦碌de)外形和功(gong)能。服(fu)務運(yun)營商(shang)、基(ji)礎(chu)設(she)施制造商(shang)、設(she)備制造商(shang)和半導(dao)體制造商(shang)都展(zhan)示了他們的(de)5G產品。測(ce)試與測(ce)量(liang)公司(si)也展(zhan)示了其最新設(she)備如何(he)幫助無線通信技(ji)術公司(si)快速從原型過渡(du)到產品。

圖(tu)1.折疊屏手zhi) 突/p>

2019 5G從理論變為現實(shi)的(de)元(yuan)年

如果5G只(zhi)是提高移動寬帶(dai),僅(jin)在手zhi)廡紊轄xing)創新,那麼(me)5G可能就名不副實(shi)了。但今年的(de)技(ji)術只(zhi)是一個開端。真正的(de)創新lue)謨諞勞G逐步(bu)實(shi)現的(de)所有(you)新應用,尤其是5G超低延遲和毫米(mi)波(bo)應用。

新的(de)增強(qiang)現實(shi)和虛擬現實(shi)應用mei)贍?晌 di)一批使用5G的(de)主要應用。更快的(de)流媒體速率(lv)和更大的(de)手zhi)聊喚jiang)給消費者帶(dai)來更加身(shen)臨其境的(de)體驗。、固定無線接入也有(you)可能改變消費者在家中接入互聯網的(de)方式。而光縴shuo)交?de)成本非(fei)常(chang)高,而且會有(you)很多麻煩。固定無線接入並非(fei)新技(ji)術,但相比現有(you)的(de)光縴接入技(ji)術,大規模MIMO和毫米(mi)波(bo)技(ji)術可為固定無線接入點提供千兆zhun)鍛掏鋁liang),並且在經(jing)濟性上xi)?懷鎩/p>

雖然(ran)在MWC 2019上,關(guan)于V2X(車聯網)等(deng)復雜應用的(de)展(zhan)示並不是很多,但這些(xie)應用卻是行(xing)業領先(xian)企業和主要研究人員的(de)重點研究對象。為了成功(gong)實(shi)現V2X,公司(si)需要利用5G的(de)低延遲、高可靠(kao)性和高帶(dai)寬。盡管研究人員正在努力(li)嘗(chang)試使用5G系(xi)統組件(jian)開發(fa)新應用,但仍面臨很多困(kun)難(nan),因(yin)為他們需要符合5G標準(zhun)的(de)硬件(jian)來執(zhi)行(xing)一致性測(ce)試,而且可選擇(ze)的(de)範圍(wei)非(fei)常(chang)有(you)限。軟件(jian)無線電(SDR)已經(jing)改變了5G開發(fa)的(de)方式,因(yin)為研究人員已經(jing)可以為大規模MIMO等(deng)復雜的(de)新理念(nian)構建實(shi)時原型。未來它仍將(jiang)是一種(zhong)顛覆性技(ji)術——研究人員可以使用SDR開發(fa)完整的(de)5G NR UE或gNB,因(yin)此在開發(fa)高級dui)τ檬保 臀?韞嘁覽lai)商(shang)業硬件(jian),而且也加快了開發(fa)速度。

無線通信的(de)應用正從電信領域擴展(zhan)到人類生活的(de)方方面面。如果說(shuo)MWC2019是對今年後半年5G發(fa)展(zhan)的(de)預示,那麼(me)2019年就是5G從理論變為現實(shi)的(de)元(yuan)年。

5G 組網技(ji)術路線及趨勢

目前全球範圍(wei)內的(de)5G組網部署已經(jing)開始,不同國(guo)家以及不同的(de)運(yun)營商(shang)組網的(de)方式也有(you)所不同。3GPP制定的(de)5G國(guo)際標準(zhun)包含了非(fei)獨立組網(NSA)和獨立組網(SA)兩種(zhong)模式。

NSA非(fei)獨立組網模式需要與現有(you)的(de)LTE網絡聯合組網,部署時間短前期成本較xi)停 塹鼻叭 蛑饕 yun)營企業選擇(ze)的(de)組網模式。但NSA模式5G基(ji)站不能單(dan)獨工作,僅(jin)支(zhi)持(chi)增強(qiang)移動寬帶(dai)業務,不具備5G物聯網場景業務能力(li)。導(dao)致5G 全能力(li)網絡部署的(de)推(tui)遲,例如因(yin)NSA 不支(zhi)持(chi)網絡切片(pian)、虛擬化性價比低等(deng),失去市場競爭的(de)先(xian)發(fa)優(you)勢。

SA獨立組網需要重新建設(she)5G核(he)心網和無線網,5G終端通過5G 基(ji)站接入5G 核(he)心網絡進行(xing)通信,實(shi)現端shuo)蕉說(shuo)de)獨立組網。前期部署難(nan)度較大,成本較xi)摺5A 相比NSA 能提供更強(qiang)的(de)業務支(zhi)持(chi)能力(li)。支(zhi)持(chi)增強(qiang)kao)澩dai)移動、低時延、高可靠(kao)等(deng)全業務能力(li),是實(shi)現zhi)蛭 ? de)基(ji)礎(chu)。但5G全新的(de)核(he)心網絡會給設(she)備能力(li)、網絡建設(she)和運(yun)營管理等(deng)帶(dai)來一些(xie)挑戰。目前SA 設(she)備成熟度比NSA 滯(zhi)後6 個月。就5G網絡規劃而言(yan),這兩種(zhong)組網模式各(ge)有(you)特點。

從全球範圍(wei)看(kan),美國(guo)雖于2018 年最早宣布在部分城市啟動5G 商(shang)用,但因(yin)缺乏(fa)中頻段頻譜資源,采(cai)用毫米(mi)波(bo)頻段,難(nan)以實(shi)現zhi)蠊婺A xu)覆蓋(gai),只(zhi)能選擇(ze)非(fei)獨立組網模式,其用戶體驗類似于“4G+Wi-Fi”寬帶(dai)。但美國(guo)正在努力(li)為5G 爭取中頻段資源,一旦獲得,不排(pai)除(chu)選擇(ze)獨立組網模式。

歐洲業務市場發(fa)展(zhan)緩(huan)慢,運(yun)營企業資金困(kun)難(nan),初期主要采(cai)用非(fei)獨立組網模式,以降低建網壓力(li)。韓(han)國(guo)和日本的(de)業務應用市場活躍,但整體規模較小,難(nan)以獨自帶(dai)動全球產業,只(zhi)能采(cai)取跟(gen)隨策略(lue),初期選擇(ze)非(fei)獨立組網模式。
我國(guo)在國(guo)際標準(zhun)組織(zhi)和5G 研發(fa)中一直兼(jian)顧(gu)非(fei)獨立組網和獨立組網兩種(zhong)模式,引(yin)導(dao)著獨立組網的(de)技(ji)術和產業發(fa)展(zhan)。中國(guo)電信、中國(guo)移動等(deng)企業明確表示會以獨立組網(SA)模式為主體開展(zhan)5G網絡建設(she)。中國(guo)將(jiang)推(tui)進SA產業盡快成熟,加速支(zhi)撐(cheng)5G 獨立組網模式的(de)產業快速成長。

5G的(de)關(guan)鍵創新之一huan)撩mi)波(bo)應用

到目前為止(zhi),毫米(mi)波(bo)的(de)部署主要是為了實(shi)現zhi)潭ㄎ尷囈尤耄 米(mi)魑 庀說(shuo)交FTTP)的(de)替代解決方案(an)。早期的(de)sub 6 GHz方案(an)是通往(wang)5G之路的(de)一個里程碑,但是毫米(mi)波(bo)無疑是5G生態系(xi)統實(shi)現轉型的(de)必經(jing)之路。  

毫米(mi)波(bo)頻譜可為授權(quan)頻譜和非(fei)授權(quan)頻譜中的(de)移動接入提供豐(feng)富的(de)頻譜資源,因(yin)此始終是無線研究人員和5G生態系(xi)統運(yun)營商(shang)的(de)關(guan)注焦點。事lv)瞪希 弦淮湮wo)、WiFI和藍(lan)牙所能提供的(de)頻譜資源全部加起(qi)來都遠不如5G毫米(mi)波(bo)。在頻譜效率(lv)相近的(de)情況下,頻譜資源越豐(feng)富,意味著數(shu)據(ju)速率(lv)越高,可容(rong)納(na)的(de)用戶數(shu)量(liang)也就越多。  

雖然(ran)huan)撩mi)波(bo)頻段的(de)5G移動接入提供了相當豐(feng)富的(de)專(zhuan)用頻譜資源,但相比sub 6 GHz方案(an),毫米(mi)波(bo)頻率(lv)下的(de)波(bo)形傳播距離要短得多。此外,毫米(mi)波(bo)波(bo)形具有(you)較強(qiang)的(de)方向性,很容(rong)易被阻斷,造成鏈路中斷。3GPP在規範中有(you)相當一部分介紹了波(bo)束管理和波(bo)束恢復的(de)概念(nian),以應對理論上有(you)可能出現的(de)各(ge)種(zhong)應用mao)【啊/p>

5G采(cai)用SA組網時控制信令完全無需依賴(lai)4G/LTE。而NSA 5G毫米(mi)波(bo)則通過LTE提供錨(mao)點,控制信令通過鏈路進行(xing)傳輸。在SA 5G毫米(mi)波(bo)應用mao)【爸校 ?菩諾攬衫糜朧shu)據(ju)相同的(de)5G毫米(mi)波(bo)頻譜。如果5G毫米(mi)波(bo)UE直接連接至(zhi)gNodeB,控制面和用戶面使用的(de)均是毫米(mi)波(bo)頻段,這時控制信令踫到的(de)干擾和阻斷問(wen)題與數(shu)據(ju)面相同,因(yin)此需要通過波(bo)束管理和恢復來維持(chi)鏈路,但完成這些(xie)步(bu)驟(zhou)需要花(hua)點時間,因(yin)此鏈路被中斷xi)de)可能性非(fei)常(chang)大。NSA可為控制面提供更穩定的(de)鏈路,而且就移動設(she)備來說(shuo),NSA對于gNodeB切換huan)托Π≡ze)至(zhi)關(guan)重要。由于在毫米(mi)波(bo)網絡中,基(ji)站部署非(fei)常(chang)密集(ji),切換速率(lv)非(fei)常(chang)高,因(yin)此切換性能至(zhi)關(guan)重要。

隨著通信行(xing)業朝著5G技(ji)術不斷努力(li),毫米(mi)波(bo)將(jiang)作為實(shi)現5G移動接入的(de)重要技(ji)術。在部署毫米(mi)波(bo)時,NSA和SA這兩種(zhong)架構之間的(de)選擇(ze)和權(quan)衡(heng)變得更加尖銳突出,甚至(zhi)難(nan)以抉(jue)擇(ze)。

3GPP R16發(fa)展(zhan)趨勢和路線圖(tu)

關(guan)注5G開發(fa)的(de)人可能會說(shuo)5G開發(fa)已經(jing)結束,而關(guan)注各(ge)大電信公司(si)營銷(xiao)的(de)人士kao)贍芤不崴shuo)5G已經(jing)到位了。實(shi)dao)噬希 庵zhi)說(shuo)對了一部分。是的(de),3GPP R15已經(jing)正式凍結。此版本包含可視為“5G”標準(zhun)的(de)部分內容(rong)。 但5G開發(fa)尚未結束。R16(國(guo)際shi)緦 de)時間表有(you)時稱(chen)為5G的(de)“第(di)2階段”)將(jiang)包含R15 未涉及的(de)許多用例和方案(an)的(de)標準(zhun)化。

圖(tu)2︰國(guo)際shi)緦 GPP制定的(de)5G時間表。來源︰Netmanias

R16規範的(de)制定周期為18個月,預計(ji)將(jiang)于2019年底完成。5G的(de)三(san)個關(guan)鍵性能指標是更快的(de)峰值速率(lv)(增強(qiang)移動寬帶(dai),eMBB)、連接數(shu)密度(大規模機器通信,mMTC) 和更低的(de)延遲(超可靠(kao)低延遲通信,URLLC)。R15規範主要側重于eMBB用例。R16 則更側重于URLLC,旨在擴展(zhan)5G支(zhi)持(chi)的(de)功(gong)能並提高現有(you)功(gong)能的(de)效率(lv)。

Release 16 的(de)部分研究領域涉及功(gong)能擴展(zhan),一些(xie)趨勢正在出現。得到了越來越多的(de)垂直行(xing)業的(de)支(zhi)持(chi),如非(fei)地面傳輸網絡(NTN),車聯網(V2X),工業物聯網(IoT)。對于NTN,NR Release 15 將(jiang)需要修 改以支(zhi)持(chi)衛星(xing)通信,尤其是在毫米(mi)波(bo)頻帶(dai)。對于V2X,針(zhen)對側鏈路(PC5) 以及訪(fang)問(wen)網絡(Uu) 接口 的(de)動態支(zhi)持(chi)提議進一步(bu)的(de)研究。正在為V2X 用例定義新的(de)評估方法,包括車輛編隊(dui)、高級駕駛以 實(shi)現半自動或全自動駕駛以及遠程駕駛。其他趨勢和開放研究項目包括未經(jing)許可的(de)接入(NR-U) ,增強(qiang)的(de)MIMO 研究(特別是> 6 GHz)、集(ji)成接入和回程(IAB) 以及非(fei)正交多址(zhi)(NOMA) 波(bo)形。隨著Release 16 的(de)工作繼續(xu)進行(xing),肯定會出現其他應用和研究項目。

隨著2020年的(de)最終期限逐漸迫近,2019年無疑將(jiang)成為決定5G技(ji)術創新和發(fa)展(zhan)最關(guan)鍵的(de)一年。

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5G 3GPP R16︰研究項目和路線圖(tu)
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《NI趨勢展(zhan)望報告2019》 反思(si)大趨勢,制勝未來

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