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5G:走进实战,走近商用

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【来源:中国电子报 发布日期:2018-01-10】

  通过2017年5G关键技术前前后后的甄选,随着年底基于5GNR(新空口)的第一版标准的冻结,一些关键技术已经在标准中沉淀。六个月后,第一个完整版的5G标准冻结。5G的发展节奏已经从前期的技术研究、验证,开始走向实战、走近商用,面向运营商的试点和预商用做全面准备。而在过去的2017年中,大家对5G形成了哪些共识,又认为存在哪些风险区?在2019年的规模试验和2020年商用中,5G真正呈现在公众眼前,又会是什么样子?
  实现优质eMBB是首要目标
  5G的愿景设计几经推敲,最后ITU将之归纳为三大应用场景。一是要实现超大带宽的传输(eMBB),传输速率要超过1Gbps;二是要针对工业控制等场景实现高可靠、低时延的传输(URLLC),最被看好的是用于汽车的辅助驾驶或者自动驾驶中;三是针对物联网应用实现海量连接(mMTC)。
  随着2016年NB-IOT标准的冻结,物联网的海量连接有了现实可用的技术,这种“过渡”方案获得业界普遍认可,因此在5G标准中定义海量连接的紧迫性下降。所以2018年年中完整的第一版5G标准主要完成eMBB和一部分URLLC场景,而大连接包括车联网在内的场景需求还在不断磨合中,这两部分场景会在2019年9月完成的5G第二阶段标准中确定。
  eMBB无疑将是5G首先要实现的目标,市场对eMBB也有明确需求。美、日、韩等积极试验5G毫米波的运营商,需要通过该技术解决两类问题,一是用5G毫米波技术弥补移动运营商不能提供类似固网的光网络大带宽的竞争短板;二是用来解决对带宽有很高要求的特殊场景,如体育比赛场馆。而中国移动对5G的需求则来自移动流量猛增、4G网络负荷大的全网压力,因此中国运营商首先追求的是以5G的全面覆盖来承担市场流量倍速增长带来的巨大开销。
  市场需求不同导致中国在引导5G中频段产业发展,而美、日、韩等对毫米波频段技术十分关注。但事情在2017年最后一个季度有了变化,首先确定了5G毫米波频段规划的美国FCC开始认真考虑中频段的规划。
  中国电信创新中心主任毕奇在接受《中国电子报》记者采访时认为,对移动运营商来说,网络的价值来源于连续性的覆盖。这一点在移动通信发展历史上已经有经验教训,在2005年曾火热一时的WIMAX技术,虽然能够提供大带宽,但却无法支持连续覆盖,移动网络的热点覆盖只能是整网价值的增值点,却无法独立生存。
  因此实现优质的eMBB网络,与2G、3G和4G网络建设相似,首先要全网覆盖,在此基础上做厚网络容量、提高网络速率。对eMBB的发展思路也在呈现收敛之态,中频的重要性在全球运营商中渐成共识,处于中频的C波段被认为会是全球统一的5G频率,而中国从2016年年初开始的5G技术研究一系列试验和测试,也一直在该频段展开。
  面向5G建网实战“提速降费”
  虽然建立一个连续覆盖的5G网络,会给运营商带来更大的价值,但是全覆盖的投资却不是一笔小数目。在通信业发展状况良好的中国,三大运营商的情况已经有明显区别。与中国移动相比,近几年中国联通、中国电信的利润率并不高,从2014年年底开始对4G大投资到现在仅过三个整年度,如果2020年5G商用,4G的投资回报窗口将明显收窄。而此前,移动通信技术十年一代,投资回报期长,部署新一代技术的投资压力会小一些。
  对全球运营商而言,5G投资也是巨大的压力,同时由于5G适用场景多,所以到规模性建网时,预计会出现多种形式。
  5G投资不仅仅涉及无线网络的部署、5G终端的采购,尽管这是投资重头。由于5G传输速率、网络容量都有十倍提升,网络时延下降到原来的1/10,现有的承载网是无法承载5G的,因此5G承载网需要重新建设;在5G核心网独立组网的情形下,切片技术、面向服务的架构,要求核心网络也将是全新的。
  因此,对运营商来说,如何使5G建网也能够“提速降费”就是核心话题。
  目前看到,一些5G关键技术已经在试图解决这一问题。2017年第一季度,大唐电信验证了采用大规模天线阵列(MassiveMIMO)技术,可以使5G基站的覆盖水平与4G相当,这意味着运营商可以在已经拥有的4G站址上建5G基站。而从2G、3G到4G,大趋势是随着每一代移动通信频率的提高,基站覆盖面积越来越小,为了实现连续覆盖,基站也越建越密。一个新建基站,需要站址、供电、铁塔、光纤等一系列配套。有专家告诉《中国电子报》记者,在新建站址上,基站投资约为1/10。
  在2017年第四季度,华为与英国电信在伦敦试验了上下行解藕技术,上行用3.5GHZ,下行可以复用4G的频率。上下行解藕技术解决了5G中频中出现的上行瓶颈问题。上行弱一方面是因为5G的3.5GHz频段工作在TDD模式下,TDD模式就意味着大量时间分配给下行,分配给上行时间相对少一点,这就导致上行资源有限,因此整个网络的上行覆盖就是瓶颈;另一方面下行时基站的发射功率可以做到200瓦,但上行时手机功率200毫瓦,功率差异上百倍,也导致上行瓶颈。在伦敦的5G试验中采用了上下行解耦技术后,上行的覆盖半径实际上提升了73%,是原来覆盖半径的1.73倍,这意味着基站覆盖面积可以提升3倍。
  这些技术都在解决“降费”问题。
  运营商一直在“抱怨”基站一代比一代贵,而制造商一直在“强调”设备的每比特成本一代比一代有明显下降。当5G走近商用,运营商与制造商势必会有新一轮的相爱相杀。但在“提速降费”上做得好的企业,理应占有更多市场。

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