5G网络呼之欲出有望2020年实现商用 各大企业备战为时已久

来源:华强电子网 作者:徐志平 时间:2016-03-22 10:51

5G 毫米波 电信 运营商

  目前4G网络盛行,其网速也能够大体满足消费者的需求,不过,总体而言,4G网络的覆盖率还不令人满意。如今中国移动的4G用户已经达到5亿,但是3G用户依然还有3亿。这足以从侧面反映出4G网络的普及还有待提高。与此同时,中国移动的的4G基站总数为110万,据中国移动表示,将在明年之内继续扩建30万个基站,届时,雄霸中国4G网络的中国移动4G网络基站总数将达到140万个。不过,由于站址不好找,导致其在来年建立基站的过程中将面临不少障碍。

对于4G网络带来的便利,NI中国地区市场开发经理姚远向记者表示:“今年2月份,工信部正式发放了FDD-LTE牌照,由此我国全面进入4G规模商用时代。毫无疑问,移动通信技术给我们的生活带来了非常巨大的变化,基于移动互联的各项服务让人们的生活变得更加便捷与智能,4G网络更是为我们普通消费者提供了更加优质的移动数据接入体验,大大扩展了我们享受各项互联网服务的范围。”

虽然4G网络带来了极大的便利,遗憾的是,当前4G网络的普及还没达到理想效果。尽管如此,关于5G网络的“传说”依然传播的沸沸扬扬,业界普遍认为5G网络需要等到2020年方可得到商用。华为早于两年前就曾宣布,将会在未来几年内投资6亿美元用于5G网络研发,而5G网络的商用需待2020年才能实现。此外,三星、欧盟都预测5G网络的商用要等到2020年;日本运营商NTT DoCoMo也表示,将有可能在2020年的东京奥运会前商用5G网络。而美国移动运营商Verizon无限公司在今年还宣布,将会从明年开始使用5G网络,试图2017年在美国部分城市实现商用。

再者,当前4G网络的网速已经能够满足消费者的需求,且消费者的流量数量大幅增强,但是“雷声大雨点小”的降低流量资费的政策尚且还未出台。因此,不少人提出质疑两大质疑:其一,4G网络网速已经能够达到需求,5G网络的诞生是否还有必要?据了解,4G网络的网速峰值最高将可达到1G,而5G网络的网速峰值则可达到10G10G的网速意味着下载一部电影只需要1秒钟的时间。不过,面对昂贵的流量资费,又有多少消费者敢用呢?

其二,4G网络尚未普及,提出5G网络是否为时过早?按照无线通信以往的发展规律,一般是10年更新一代,20003G商用,4G网络2010年得到商用,如此算来,2020年实现5G商用是在规律范围内发展。

NI射频与无线通信市场开发经理姚远

NI射频与无线通信市场开发经理姚远介绍,在物联网以及移动互联网需求的不断推动下,下一代无线通信技术即俗称的5G技术已经成为整个通信行业的焦点。从技术上看,5G目前还处于研究论证阶段,全球主要的标准化组织都已经将5G的标准化提上日程,各个主要电信设备厂商以及运营商都对5G的预研有着巨额的投入。

高通技术市场总监Matt Branda也说:“201593GPP召开研讨会启动全新5G无线技术工作。作为Release 14的一部分,3GPP5G研究项目已经上马启动,并正为 3GPPRelease 15中的工作项目做准备,包括研究6GHz以上频率的信道模型。Qualcomm预计, 3GPP Release 15工作项目将于2017 年启动并在2018年完成,以便在20205G发布的时间框架内完成首批5G功能的定义。”

高通技术市场总监Matt Branda

此外,Matt Branda还介绍,业界正积极研究5G PHY/MAC新设计,该设计不仅将大幅提升移动宽带性能与效率、而且可以扩展到连接海量物联网并支持全新类型的服务,例如需要超低时延和新级别可靠性与安全性的关键业务型控制。5G网络统一空口技术目前正在设计中,可实现基于OFDM的优化波形和具有灵活框架的多址接入,并可从低频频段扩展到毫米波、从宏站部署扩展到本地热点,并从开发之初就支持授权、非授权和共享授权频谱。全新的5G网络统一空口技术旨在高效地多路传输构想中的(和未知的)5G网络服务,而这些服务在数据速率、移动性、时延和可靠性方面的水平各不相同。它还能够自然地引入先进无线技术,例如多用户大规模多输入多输出(MIMO),从而在更高频段上高效实现更大的网络容量和覆盖范围。

面对“欲抱琵琶还遮面”的5G网络,不少企业和运营商都已经将目光聚集于此。姚远表示:“面对纷繁复杂的以应用场景为导向的5G技术,设计工程师们面临的一个主要挑战就是找到一个合适的平台来快速验证针对5G网络可能的技术所开发的算法。我们发现在无线通信快速演进的今天,将理论算法使用一个通用的射频硬件平台快速原型化出来,已经成为科研工作者一个主流的诉求。但是由于设计流程的碎片化,软件编程工具与硬件设备种类繁多,使得研究人员不得不花费大量的时间和精力来研究如何使用这些软件工具,这无疑增加整个科研周期。”

针对此问题,NI推出了非常适合于5G网络科研的软件无线电平台,包括全新的LabVIEW通信系统设计套件(LabVIEW Comms)以及USRP/USRP RIO/FlexRIO等硬件平台。这些软硬件平台革命性的改变软件无线电原型的开发方法,大幅缩短开发时间、最大程度的提高工作效率。此外,NI 还与多家全球顶尖的科研机构也开展了针对5G 关键技术科研的合作,共同探索新的通信系统设计方法。

在国内,NI与上海无线通信研究中心合作建立了首家5G实验室,该中心将展开包括大规模MIMO 系统等在内的5G 关键技术的科研项目。在国外,NI与德累斯顿工业大学(TU Dresden)联合研究5G技术,通过模块化的NI PXI系统实现OFDM原型系统的设计,研究人员只需对代码进行少许修改,即可扩展到复杂的MIMO配置。NI还与瑞典隆德大学(Lund University)合作开发大规模 MIMO原型测试台,研究人员通过NIPXI平台、USRP软件定义无线电平台,加上NI LabVIEW图形化系统设计软件仿真真实的场景,从而验证大规模MIMO的真实性能和理论性能。

华为也不甘落后,作为全球移动通信产品解决方案供应商,其在今年年中就已经与中国移动启动关于5G领域的合作,两家企业将就5G关键技术展开研究。前不久,华为还与全球领先的跨国运营商Telefonica签署了5G战略合作谅解备忘录,双方将联合开展5G网络环境的评估和网络架构的研究,以满足5G网络对于超高速率和超低时延的应用要求。联合活动将包括关键空口技术研究、性能评估及样机验证等。

此外,国内如中兴、大唐电信等企业也纷纷布局5G技术标准的研发,美国运营商Verizon也与阿尔卡特朗讯、思科、爱立信、诺基亚、高通及三星等企业就5G网络展开实验。值得一提的是中兴的Pre-5G技术,“Pre-5G”概念早于2014年就被中兴提出,当时引起了较大的轰动,所谓“Pre-5G”方案就是在特定的场景之下,将5G网络中的部分技术直接应用到4G网络中,甚至可以不需要改变空中接口标准,就能让消费者提前体验到类似于5G网络的服务。该方案的提出,也诠释了在2016年至2020年间5G网络尚未得到商用前将采用何种通信来取代。于如何早日实行Pre-5G概念,Qorvo亚太区高级营销总监熊向记者介绍说:“无论是36GHZ或是至毫米波频, 复合型半导体如砷化镓氮化钾技术以BAW由于高频高效特性,将在5G通讯系统中扮演要的角色。Qorvo(前TriQuintRFMD)有着30以上的射频半导体技术积累,在功放大器,开关,尺寸性能滤波器以及集成器件方面也会对5G系统的演进商用化起到大的动作用。

整体而言,面对至今商用还有5年之久的5G网络,各大企业都已经盯住了这块“肥肉”。在通信行业,中国移动当初成功抢占4G市场就是最好的证明。除了在技术方面进行竞争以外,由于当前5G通信标准尚未明确,这致使标准之争已经成为最为严重的一场无硝烟的战争。5G标准之争其实已经不单单是企业之间的竞争,一旦某企业在这场战争中获得更多的话语权,将可能提高该国家在5G领域的地位,由此可想起竞争是何等的激烈。值得一提的是,我国数量庞大的消费者也成为重要的竞争优势。



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