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5G第二阶段测试结束 面向试商用布局

【字体: 2017年11月02日 08:47 来源:中国电子报 作者:刘晶

编者按:2017年中国5G第二阶段技术测试结束,按照2018年外场测试、2019年规模试商用的发展路线图,中国正在迈向5G。从现网到实现5G商用,业界为此在做哪些准备?主流企业又将如何布局?“迈向5G”系列报道为您全景展示。

5G在全球的试商用时机正在逐渐成熟,而中国作为推动5G发展的一片“热土”,正在以明确的技术试验路线图和运营商进行试商用的时间表向全球表示,中国意欲将“5G引领”的目标一步步推进和达成。日前,IMT-2020(5G)推进组发布了5G技术研发试验第二阶段测试结果,测试结果符合预期,这意味着目前5G技术已经得到验证,中国按照已经制定的5G路线图推进顺利。

第二阶段测试主要目标完成

在2016年11月举办的5G第二阶段测试规范发布会上,工信部信息通信发展司司长闻库曾将这一阶段的测试比喻为“上小学”。第二阶段的测试目标是结合5G典型场景,针对5G概念样机开展单基站测试,评估不同厂商5G技术方案性能,支撑5G国际标准制定,引导芯片/仪表厂商积极参与,开展系统设备厂商与芯片/仪表厂商的多方对接测试,为培育5G产业链奠定基础。

第二阶段测试针对七大场景展开,分别是:连续广覆盖场景、低时延高可靠场景、低功耗大连接场景、热点高容量(低频)场景、热点高容量(高频)场景、高低频混合场景、其他混合场景。IMT-2020(5G)推进组无线技术工作组副组长魏克军在日前的“第二届5G创新发展高峰论坛”上对这些场景的测试结果做了总结分析。

在连续广覆盖场景中,小区峰值速率超过10Gbps,最高峰值速率到了28Gbps,达到了ITU提出的最低达到10Gbps的要求。其中的关键技术是大规模天线阵列Massive MIMO,各厂商均采用64端口以上大规模天线,实现频谱效率数倍的提升。

在低时延高可靠场景中,实现了时延低于1ms,低时延高可靠场景面向工业控制、车联网等对时延非常敏感的垂直行业提出的,低时延的实现是5G技术面临的一项重要挑战,目前业界主要通过更短的子帧和自包含的帧结构设计,实现了更低的空口时延和更高的可靠性。测试结果显示,各厂商单向空口时延均小于0.64ms,可靠性能够大于99.999%,这能够满足ITU提出的空口时延小于1ms和可靠性大于99.999%的性能指标要求。

在基于高频的热点高容量场景中,主要面向局部热点区域,为用户提供更高的数据传输速率,满足网络极高的流量密度需求。该场景要求能够达到1Gbps用户体验速率、10Gbps峰值速率和每平方公里10Tbps的流量密度需求。魏克军表示6GHz以上频段是首次应用于移动通信系统,通过这次高频测试,IMT-2020(5G)推进组一方面希望能够验证高频技术方案的设计。另外一方面了解高频频段传输特性。其中关键是5G毫波米技术,在毫米波频段,在非视距条件下,受植被或建筑等障碍物对高频系统的性能影响非常严重。

在基于低频的热点高容量场景中,超密集组网模式在带来网络容量提升同时,测试厂商利用虚拟小区技术,也有效抵制了小区干扰。测试结果显示,各厂商的流量密度指标均超过了ITU提出的每平方米10Mbps流量密度的性能指标要求。

在低功耗大连接场景中,达到了每平方公里超过100万个连接数的要求。这一场景主要用来适于物联网应用的海量连接,据魏克军介绍,由于缺少大连接场景的终端模拟器,测试组统计了系统在10分钟内正确接收业务数据包的数量,折算成每分钟、每小区每兆的连接数。

在高低频混合场景中,3.5GHz低频用来传输信息和覆盖,26GHz高频提升热点容量。主要测试了室外定点速率、移动拉远、射频和无线网高层协议。测试显示,室外定点速率在静止条件下通过3.5GHz和26GHz双连接,单用户峰值超过了20Gbps;在移动条件下,高低频重叠覆盖区域内,小区峰值达到18.2Gbps。在移动拉远测试中发现,5G低频上行覆盖较受限,这个问题未来需要解决。在射频测试中,主要是验证5G新空口的参数及帧接口、编码、多址、灵活性等相关技术。无线网高层协议的测试重点是CU/DU分层架构、新空口以LTE双连接,测试内容涵盖了小区的管理功能、基本的业务功能、DU间的协同性和动态资源的调整。华为、中兴初步验证了采用CU/DU分层架构的可行性。同时还对双连接等进行了初步的验证。

除高低频混合场景外,还进行了其他混合场景的测试。ITU目前定义的三大场景是mMTC、eMBB、uRLLC,这需要针对不同场景进行相应的技术方案。我国提出了灵活可配置的统一的空口技术架构,第二阶段测试对这种统一的空口架构做了技术验证。通过测试满足三大典型场景的性能指标要求。

IMT-2020(5G)推进组专家表示,9月已经启动面向第三阶段的试验规范起草,分阶段制定基于NSA(非独立组网)架构和SA(独立组网)架构的规范。据悉,第三阶段测试将于2018年第一季度启动。

运营商布局5G试商用

按照IMT-2020(5G)推进组发布的5G试验安排,从2018年开始,5G外场试验更多将偏重于运营商主导。中国移动则在今年已经启动5G外场测试,

对5G技术,国内三大电信运营商都十分重视。中国移动通信有限公司研究院副院长黄宇红表示,中国移动5G系统设计主要从三个方面进行考虑:一是统一灵活的5G新空口;二是以用户为中心的网络;三是面向服务的云化网络。

目前,中国移动已在北京、上海、广州、苏州和宁波进行5G外场测试。“我们希望在第二阶段测试时就提前学习一下‘中学’阶段的课程。”中国移动研究院副院长黄宇红表示。按中国移动的计划,2017年要形成低频的预商用样机,2018到2019年会进行互操作测试和规模试验,形成端到端商用产品和预商用网络,2020年开始商用部署;高频段的进展会慢一些,在2017年形成概念样机,2018年年中到2020年形成预商用样机,在2020年进行互操作测试和规模试验,规模部署预计在2021年下半年。

为了在2017年形成低频段的预商用样机,中国移动已经发布了5G 3.5GHz频段系统样机建议书,包括测试指导建议书。中国移动在建议书中提出端到端要求,包括无线网络、5G终端、传送网络和核心网络。中国移动认为要想让5G真正面向未来,要有一个全新设计的核心网;在建议书中,中国移动希望5G终端上行的发射功率进一步提升,能够同时支持独立组网和非独立组网两种方式。

中国联通将分三阶段推动5G技术验证,满足5G商用需求:第一,2017年到2018年系统样机验证阶段,验证5G预商用样机整体能力。第二,2018年到2019年规模外场验证阶段,验证5G商用能力及组网方案。第三,2019年到2020年试商用阶段,将在全国各重点城市完成1000站以上的5G规模部署,推进5G试商用。

中国电信5G部署的总体规划是2016年~2018年,完成网络架构和关键技术研究以及概念验证,并提出4G向5G演进技术方案以及开展部分关键技术实验室测试与外场试验。2019年建成若干规模预商用网,2020年实现5G商用的目标。

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