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5G未至,却触手可及,我们对5G的认知将会非常明确!

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    发表于 2017-5-23 18:53:15 | 显示全部楼层 |阅读模式

      5G目前是业界最引人注目的新技术,也是业界关注的中心。无线通信领域的标准化进程和管理机构不断发展,以及新提出的毫米波(mmWave)频率和正在开发的技术渠道的理解将使5G成为现实。
      5G频率:毫米波和6Ghz的结合
      涉及到5G领域,目前还有很多东西可以定义,但有一点是肯定的:6Ghz以下的频谱仍然非常重要,使用毫米波(mmWave)频率来补充6  Ghz以下的技术。图1显示了从增强型移动宽带(eMBB)应用的高可靠、高带宽通信到期望看到的低带宽、机器到机器(machine-to-machine,M2M)类型通信的5G的广泛需求。

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      一个频谱带很难满足这些需求,但是组合6  Ghz和毫米波两个频段就可以满足需求。Sub-6  GHz频谱为窄带应用提供了更好的传播和向后兼容性,而毫米波频率的连续带宽使得能够支持5G关键的eMBB应用。

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      5G的时间节点
      如图2所示,国际电联(ITU)已经确定了两个阶段的研究:次40 Ghz的阶段1和次100  Ghz的阶段2。第一阶段将于2018年6月结束,以与3GPP的LTE Release 15相对应。第二阶段将于2019年12月结束,以对应3GPP的LTE  Release 16相对应,图2显示了截止2016年秋季的ITU和3GPP时间节点。

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      国际电联提出的日期和将要使用的频率是确定的,在2017年3月3GPP RAN全体会议上,发布了5G空口(NR)发布的加速时间表,如图3所示。

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      NTT DOCOMO在最后一次RAN4会议上给出了关于使用频段的建议,表1总结了频率的范围和相应的电信运营商。

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      28 GHz以及Verizon的5G研究
      在过去一年中,28 Ghz的工作主导了40 Ghz以下的研究,但并不是唯一考虑的频率,FCC和Verizon开始在28  Ghz上进行研究工作。为了分配额外的毫米波频带以进行灵活使用和未来的规划制定,FCC于2016年7月批准了Spectrum Frontiers  Proposal。28  Ghz频段是美国使用最广泛的三个频段之一,图4给出了该频段的效果图。根据RAN4会议的讨论结果,欧洲运营商Orange、英国电信和意大利电信在内的全球运营商已经在24-28  Ghz频段取得了统一。要知道28 Ghz频段并不适合欧洲,但是该频段中的低频率比较有潜力,正如预期的一样,欧洲运营商正在请求32 Ghz的频谱。

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      Verizon去年收购了XO Communications之后获得了28  Ghz频段的许可,并且一直在呼吁使用此频段进行5G部署。尽管目前业界没有标准的技术来推进该测试,但Verizon目前部署的硬件旨在运行任何标准的功能,最终将通过软件更新发布。美国航空公司也同意使用28  Ghz频段,而ATT和T-Mobile都表示将进行更多关于28  Ghz的研究,并与设备商合作进行现场试验。
      2015年,Verizon与思科,爱立信,英特尔,LG,诺基亚,高通和三星建立了5G技术论坛(5GTF)。该论坛的主要目标是开发使用毫米波频谱的光纤到户的无线方案,5GTF大部分的标准来自LTE的标准,但增加了3GPP研究并提出的5G概念。
      5GTF将子载波间隔扩展了5倍,并将子帧间隔缩小了一定的比例,以保持与LTE的时序一致性。5GTF还增强了控制信号,扩展了物理层,包括数字波束成形和预编码。
      旧金山的IEEE无线通信和网络会议(WCNC)上,NI展示了5GTF的实时工作模式,虽然它并不是该规范的第一个原型,但值得注意的是这是首次公开展示5G技术。
      Verizon正在着手推动毫米波的预标准化,V5G将面临的问题是它是否符合3GPP  5G标准,因此在定义标准之前部署毫米波将存在风险。如果Verizon的毫米波部署取得成果,Verizon将在5G的竞赛中取得重大进展。如果不符合3GPP的标准,则数年的精力都付之东流。
      5G空口(NR)
      NR旨在涵盖所有应用和所有频段,包括国际电联提出的5G的三个主要应用性能指标:增强型移动宽带(eMBB)、超可靠低延迟通信(URLLC)和海量机器类通信(MMTC)。这意味着物理层需要足够灵活以提高吞吐量,同时使得数百倍的设备连接到网络以实现窄带IoT(NB-IoT)。NR的提出要比V5G复杂的多,两者之间在波束管理方面是相似的,但是NR涵盖了慢波束和快波束的管理。NR还将尽可能利用LTE,使它能够使用不同的副载波速率。
      尽管NR仍然饱受争议,业界仍然希望尽早确定NR的标准。28  Ghz的有限的试验更侧重于通道探测,而不是证明NR规范的可行性。NI开发了可以运行多用户MIMO链路的新NR原型系统,该系统使用LabVIEW中编写的NI毫米波收发器系统(MTS)和灵活的物理层IP。
      截止2018年的5G竞赛
      到2018年初,我们对5G的认知将会非常明确。根据2017年3月3GPP  RAN全体会议上提出的时间表,NR的物理层和MAC层将在2017年底确定。但频率的选择没有明确的期限,但运营商们正在推动2017年实施28  Ghz硬件部署。预计2018年第二季度,韩国将展示其5G技术,完整的5G标准诞生仍需不断发展。5G的定义阶段竞争已经结束,而设计和部署5G技术的竞争才刚刚开始。


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