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对话中国电信技术创新中心副主任杨峰义:直击运营商发展5G挑战
通信产业网|2017-03-17 16:20:33
作者:王欣来源:通信产业网

【通信产业网讯】(记者 王欣)时下,5G愈发火热。从刚刚过去的巴展上设备商纷纷展出了5G核心网、基站等产品,再到3GPP决定加速推进5G空口标准,关于5G的消息不断升温。

但是,其实不少群众对5G技术仍是一头雾水。“5G究竟有什么不一样?”、“现在5G究竟研究的怎么样了?”针对这些问题,《通信产业报》(网)记者邀请了中国电信技术创新中心副主任杨峰义,和大家谈谈中国电信5G技术研发工作进展并详解5G技术。

《通信产业报》(网):现在关于5G话题比较火,在刚刚过去的巴展上,好多设备商都展出了5G基站、核心网,5G发展真的是特别快。您能不能给我们科普一下,我们能感受到的5G到来的时候会是什么样子呢?

杨峰义:5G时代来临,人与人的通信正在向人与物、物与物的通信扩展,万物互联时代正在到来。ITU定义了三大5G业务场景:

第一,面向人的增强移动互联网(eMBB),这要求为用户提供最高20Gbps峰值速率和100Mbps基本体验速率,热点地区提供10Mbps/m2高流量密度。

第二,面向物的大规模机器通信(mMTC),要求支持最高100万/km2设备连接密度。

第三,面向物的低时延高可靠通信(URLLC),能够满足1毫秒端到端时延和极高的可靠性要求。

因此,5G不仅能够继续推动移动互联网的发展,也能带动垂直行业的工业互联网和互联网+,并成为多样化业务提供和业务创新的使能者。

近年来,运营商为用户提供了越来越快的移动互联网接入服务,我们的年均手机上网流量和每用户月均流量都显著增长;在5G时代,这些将有望获得进一步的快速提升。

同时,通过与垂直行业建立更广泛、更深入的合作,运营商将进入更多的行业进行赋能,并不断催生出新的业务模型,帮助行业用户进行转型升级。

《通信产业报》(网):能不能请您介绍一下5G会有哪些技术突破?面临这些新技术,给运营商发展5G带来哪些挑战?

杨峰义:从技术路线角度,5G将同时包含LTE增强和新空口,即演进和革命性技术。其中,LTE增强是在4G基础上,针对特定场景和目标的进一步增强,具有后向兼容性,可通过现有4G网络的演进升级实现。5G新空口主要面向新场景和新频段进行全新的空口设计,无需考虑与4G的后向兼容,致力于满足LTE演进无法满足的业务需求及技术指标。

通过引入创新的无线接入和网络架构技术,5G为运营商带来了很多新的机遇,但同时也给运营商带来了几大挑战:

第一,5G新空口的部署成本。与演进性的LTE增强相比,对革命性的5G新空口而言,更需评估其部署成本和效率。投入与预期回报间的平衡,是运营商需要考量的重要问题。

第二,5G新空口的覆盖问题。由于频谱资源稀缺,5G新空口将部署于比4G更高的频点,比如3.5GHz,因此其覆盖范围将有所受限。能否通过Massive MIMO等技术补偿其覆盖性能,或初期将5G新空口定位为热点分流,也是我们在研究的问题。

第三,全球统一5G标准。目前5G技术标准主要由3GPP制定,已有很多标准化组织和企业加入到5G的标准化工作中。由于参与5G标准化的机构众多,意见不统一,这些将会带来5G技术碎片化的风险。

第四,全球统一5G频段。5G需要不同的频谱来满足不同场景的需求,如数据速率、连接密度和时延等,5G所采用的频谱应尽可能全球化,从而促进产业规模和全球漫游。对于运营商来说,重耕现有频谱用于5G技术也是非常重要的。

第五,垂直新业务的商业模式。运营商对物联网及新兴商业模式有着殷切的期待。但从目前来看,一些垂直行业新业务的前景以及商业模式并不是很清晰。

《通信产业报》(网):在5G技术中,Massive MIMO技术是业界比较公认没有争议的技术,能不能给我们介绍一下中国电信在Massive MIMO技术上的进展?

杨峰义:Massive MIMO是我们非常关注的技术。Massive MIMO对5G系统性能有很直接的影响。可以预期未来的5G商用产品中,Massive MIMO是最有可能优先部署的5G标志性技术。

目前3GPP正在积极开展Massive MIMO标准化工作,在LTE-Advanced Rel-13和Rel-14标准中,TM9传输模式已经支持到32端口的Massive MIMO传输。正在制定的5G Rel-15标准至少会支持32端口的Massive MIMO传输,同时支持高频的波束管理技术。

除3GPP标准定义之外,Massive MIMO对设备实现提出了更高要求,比如:为形成多用户波束、信道信息的获取需及时准确、Massive MIMO阵子数目庞大,会带来产品体积增大问题。

在信道信息获取方面,TDD具有先天优势,FDD Massive MIMO技术难度更大。面对全球广阔的FDD市场,在2016年底到2017年初,中兴和华为都发布了FDD Massive MIMO商用样机,并与中国电信、中国联通完成了初步测试。单站初步测试结果表明,FDD Massive MIMO可有效提升小区吞吐量3倍以上。

FDD Massive MIMO样机的测试表现让人感到惊喜,但同时也应看到其仍存在诸多挑战。一是,在信道获取开销、精度方面的技术挑战。二是,基站和终端的产业链挑战。三是,RRU和天线一体化设计带来的测试挑战。四是,低频点FDD在体积、重量方面的部署挑战。五是,规模组网下,考虑小区间干扰、控制信道覆盖、波束管理时的组网性能挑战。

针对上述问题,我们团队提出了模块化Massive MIMO、虚拟扇区化等解决方案,并在持续开展研究与验证,以冀望在FDD Massive MIMO商用推动方面有所贡献。

《通信产业报》(网):日前,3GPP宣布会提前冻结非独立5G新空口标准,这就意味着5G要与LTE核心网相兼容。那么是不是意味着未来5G也会和3G、4G网络长期共存?

杨峰义:的确,中国电信等国内运营商在3G、4G领域已经投入了近万亿元资金。为充分利用既有网络的全国性覆盖优势、保护既有投资,运营商多张不同制式的网络(如4G、5G与WLAN)将长期共存。因此,多接入网络的协同与融合,是5G网络架构所考虑的重要趋势。

传统多网络间的互操作技术主要集中在核心网侧。然而这种机制不足以提供对网络的灵活控制,例如接入网络的动态信息(包括网络负载、链路质量、回传链路负荷等)难以考虑。为了克服传统互操作方案的不足,多网络接入层的紧密融合已成为一种趋势。从3GPP的角度来讲,LTE、5G新空口与WLAN将在5G网络中以融合的形式存在。

目前,在标准技术方面,LTE与5G新空口的紧耦合方案在3GPP广泛关注与讨论,Option 3、4、7等紧耦合方案都将引入到2018年6月完成5G的第一个正式版本,即3GPP Rel-15。其中,“LTE与5G核心网连接”的3GPP标准立项工作由中国电信等牵头主导。

对于5G多网络融合,运营商如何在LTE网络基础上逐步引入5G接入网与核心网,并尽量减小对现网的影响是一个重点问题。此外,基于自身网络实际,各运营商可能会选择不同的多网络融合技术方案,这将带来一定程度的产业分化。

《通信产业报》(网):能不能和我们说一下现在中国电信5G研发的情况?咱们团队现在有多少人呢?

杨峰义:中国电信的5G研发工作一直在集团公司技术部的总体部署下有条不紊地在推进,集团所有的研发机构都参与了相关的工作。具体到我们这个团队,我们自2013年启动5G研发,现在我们的5G团队有30余人。在国内IMT-2020(5G)推进组,我们是超密集组网、高频通信、网络架构等多项5G关键课题的牵头单位和主要贡献单位;在3GPP,我们主导了多网络融合、灵活双工等7项5G相关的3GPP国际标准;并申请5G相关发明专利百余项。

中国电信也有关于5G网络试验和商业应用的具体计划,我们将继续扎根于相关领域的技术创新、测试与验证工作,为中国电信和整个行业的5G技术发展和业务应用贡献力量。


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责任编辑:王欣

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