IMT-2020(5G)推进组副主席王晓云:IMT-2020(5G)推进组工作进展介绍

2017-06-13 来源:中国信息通信研究院 字号:

2017年6月12日,由IMT-2020(5G)推进组主办的2017年IMT-2020(5G)峰会在北京开幕。为期两天的大会以“5G标准与产业生态”为主题,邀请工信部领导以及数十家国内外主流移动通信和相关应用单位专家500多人参加会议讨论,并面向业界发布《5G网络技术测试规范》。

会上,IMT-2020(5G)推进组副主席王晓云代表IMT-2020(5G)推进组介绍了工作进展。

IMT-2020(5G)推进组副主席王晓云:IMT-2020(5G)推进组工作进展介绍

以下是演讲实录:

各位领导,各位专家,上午好,非常荣幸有这会机会给大家汇报IMT-2020(5G)工作的整体情况。

首先给大家汇报一下我们的组织建设情况。2013年我们产业各方成立了IMT-2020(5G)推进组,来自于运营商、制造商、研发单位、学校等60个成员已经加入了这个组织。我们下设的九个工作组也在这些年来随着5G的发展开展了卓有成效的工作。同时,随着5G进一步加快步伐,我们最近也成立了两个新的工作组:一个是5G的测试工作组,一个是面向下一代车联网的C-V2X的工作组。这两个工作组的成员不仅仅来自传统的电信产业,尤其C-V2,也有来自车联网,比如在上海、重庆、北京的车联网示范区域参与的汽车等行业的整个端到端的产业的各方。应该说这使我们的推进组更加丰富,和垂直行业很好地整合。5G测试组也是从去年以来已经发挥重大作用,在这个组我们共同制定规范,开展测试,在全球分享结果来推进整个5G的标准。

这里再介绍一下这两个组的主要工作。第一个,V2X这个组主要的工作是研究面向蜂窝的车联网的整体解决方案,通过测试来加速整个产业的进程,以及推进车联网下一步的产业和应用。同时2017年、2018年也会面向产品、面向应用、面向示范,来开展相关的测试工作。在5G的测试方面,我们设置了两大阶段的测试,来组织端到端的面向标准、面向产业、面向未来商用的测试。这个是推进组国际合作的情况,我们在北京召开了第一次全球的5G峰会,而上个月我们的第三届全球5G峰会在日本召开。在这个会上推进组很多成员也参与其中,热烈地讨论了整个研发、频谱等等一系列的问题。同时在这个会上,大家可以看到,不仅是中、日、美、韩、欧洲这几个地区共同来推进5G的合作组织,我们在这个会上还吸收了巴西的5G推进组织,签署了一个多方的谅解备忘录。我们5G的合作已经从北半球延伸到了南半球,使整个5G全球化的推进更进一步。

以上是整个推进组建设的情况。

第二部分给大家汇报一下5G对于技术的推动。ITU也提出了5G的愿景,三大场景,增强的宽带移动,低时延、高可靠的场景,以及低功耗和大连接的三个场景。面向这三个场景,ITU也提出了比如说峰值速率、频谱效率、时延等八个关键的指标,大家看到这些关键的指标相比于4G都有几倍甚至几十倍的提升,应该说对我们创新的要求是非常高的。基于这样的要求,整个推进组也联合了全球的产业,一起来推动5G的创新。5G的创新一方面是在5G无线的方面,无线的方面最重要的是5G是面向一个全球统一的空中接口,也是我们所有搞移动通信的梦想,我们从2G、3G的三个核心主流标准到4G的TDD、FDD,到5G,我们真正实现了一个统一的标准。在这个标准下,这里头有三个最核心的内容:一个是灵活的系统设计,第二个是无线的新的空口的一些创新技术,第三个是大规模天线。和2G、3G、4G不同的是,在5G创新中还有一个更重要的特点——核心网的创新成为5G创新的一个非常关键的内容。在5G的创新和下一代网络演进过程中,我们网络的虚拟化、云化交织在一起,就是基于这样的NFV、SDN的技术,我们在下一代网络的创新方面,提出了基于服务的一个开放式的架构,还有网络切片、边缘计算,以及新的安全算法等等,这些都为5G的核心网注入了新的创新的内容,使整个5G网络实现了从无线到网络的端到端的创新。

下面分别从无线和网络几个方面汇报一下现在最新的进展。这张胶片是关于5G无线标准方面的创新,第一个是灵活的系统设计。这里比较关键的是三个问题:一个是灵活的帧结构的设计,在新的5G标准中,帧结构不再是固定的,是可变的,而且是一个自包含的帧结构,这样一个帧结构可以为未来的5G多场景的应用,比如我们时延的要求等奠定非常重要的基础。第二方面是灵活的波形,也能够实现前向的兼容。第三个方面是灵活的双工,这样能够实现发端和收端的对称性的设计。大家可以看到帧结构等等这些都是我们在4G标准中,其实我们很大的创新是TDD、FDD的融合,中国在4G推进的时候就对帧结构便深刻的理解,在5G的创新过程中也做出了非常多的贡献。

第二个方面,无线空口的一些创新的技术,这里头无非是两大方面:一个是我们创新的多址技术,比如说非正交的多址技术,还有创新的编码技术,前一阶段在产业各方的共同努力下,我们互相协同实现了Polar和LDPC这两种编码在不同场景下的共同应用,这是我们产业合作很好的一个案例。

第三个方面是大规模天线,应该说是TDD技术的一个很好的优势,我们在原有的TDD的一些技术的基础上,把它升华提升,通过创新来大幅度提高频谱效率,现在成为了5G非常关键的技术。而且这也是中国推动这样一个5G技术,在4G的TDD网络中已经得到很好的应用。

这是无线三个方面的创新,都取得了很好的进展。

大家知道现在R15是5G的第一个标准,大概在今年年底会有一个初步的版本,2018年6月会有一个正式的版本,那就是R15。R16是在2019年的年底能够实现。这两个版本主要的区别是增强了以下三块:一个是关于新型的多址技术,也就是非正交的多址技术的研究,在R15的基础上进一步增强,二是下一代车联网的技术;三是在三大场景中的低时延、高可靠场景在R15还不够非常完善,在R16要进一步加强。推进组也会围绕这三个主要的技术来和大家共同来推进。

说到无线技术,我们从3G就开始评估,这是ITU的一个传统项目。我们推进组也成立了评估组,可以看到伴随着整个3GPP的计划和ITU的时间表,根据这两个时间表我们推进组制定了五步发展计划。第一步是在今年,也就是在整个2018年上半年之前,我们完成整个预评估。第二步是在2018年的6月到9月我们会向3GPP提交我们的评估结果。第三步是在2019年上半年,我们会对3GPP更新的新技术进行评估。在2019年下半年第四步正式向ITU提供初步的评估结果。第五步,最终的评估结果将在2020年2月向ITU提交。

说到无线,刚才几位领导也都提到了频率,这是最关键最核心的一个内容。推进组也有关于频率的小组,来专门开展频率研究。首先我们研究的是到底在5G上需要多少频率才能满足未来的需求。大家看到随着4G的发展,无线互联网对社会的贡献,需求是非常旺盛的。我们的一个研究结果表明,在6G低频段这块,总体有808M到1078M的频率需求,在6G以上会有14G到19G的频率需求,这个需求是非常大的。我们希望6G以下的频段成为提供覆盖业务移动性的主频段,6G以上的频段将成为我们一些高密度地区的峰值流量承载的频段。在政府尤其是工信部的努力协调下,大家看到很多信息,最近在频率上有了重大的突破和进展。

在6月5号,工信部发布了在3300M到3600M还有4800M到5000M频率之间应用5G的征求意见稿。这是往前迈了很大的一步,政府部门付出了许多艰辛的努力,有大量的协调工作。比如在3300M到3400M频段,这里有很多的比如无线的定位业务,现在征求意见说在这个频段用于室内业务,但是如果对无线定位台站不影响的情况下,也可以用于室外业务。比如卫星的固定业务、卫星遥测业务,如果在不影响这两个业务的情况下,可以用于5G系统。在4990M和5000M频段内也有射电天文台,如果不影响这些业务,也可以用于5G的业务。在6月8号又进一步征集在高频段毫米波频段的如何来使用5G的征求意见,让社会各界对包括在24G到27G以及42G这样的频段,如何应用5G提出宝贵的意见。这些都是频率方面很大的进展,我们希望这些措施的提出能为我们的产业以及5G的发展起到一个非常大的促进作用。

以上是关于无线部分。

下一个方面是关于核心网,刚才提到核心网是5G的一个重大的创新,面向我们多场景的应用,对于核心网来说需要灵活、开放、可编程等等很多新的特征。可喜的是,我们中国的公司牵头了5G整个的网络架构的工作,为协同全球的产业一同为5G全新的核心网做出了贡献。里程碑的事件是前一个星期基于业务的网络架构已经被国际标准采纳,将来的网络架构会基于不同的业务,灵活地组成各种网络,快速地提供业务。同时在核心网里,网络切片,比如基于将来不同的场景,端到端地实现不同性能的服务也成为可能。为了更加满足以用户为中心,像边缘计算这样的技术,都是5G未来非常重要的核心内容。

在5G里还一个比较重要的问题:5G到底是独立一个核心网还是跟4G共用核心网。对于这个问题,国际上很多运营商提出了不同的需求。我们IMT推进组在国际上推动的是两种场景,我们都希望通过标准支持,为我国及全球的运营商提供所需要的适合的解决方案。

还有一个非常重要的是安全的挑战,来自五个方面。第一个方面是业务场景的变化,尤其是物联网的场景,无论是低功耗、大连接还是低时延、高可靠,都需要裁减很多内容来实现低功耗、低时延等等。但这样的裁减对安全带来了很大的影响,因此在这块我们需要继续把它深化,当然还有很多技术,比如NFV、切片、边缘计算、新的模式,还有我们不同接入的认证,还有隐私保护等等。六项核心技术,都会来支撑未来这五个挑战,来实现5G安全。

最后一个方面,5G试验,我们从2016年1月就开始了,2016年1月到2020年一共分成两个阶段,一个阶段是面向技术的试验,一直到2018年底。第二阶段是面向真正的产品的直至商用的,是2019年到2020年。在第一个阶段又分为三个小的阶段:第一个是面向技术的,一个个单点技术;第二个是面向解决方案;第三个是面向系统的。整个产业都参与了这个测试,现在的进展是第一阶段,刚才陈部长讲这个阶段的测试已经在去年9月份结束了。现在正式启动了第二阶段的测试。

下面给大家简单汇报一下这几个阶段的情况。第一个阶段,刚才说了,从2016年的1月到9月,我们完成了基于技术的测试,我们基于端到端,对无线的技术、大规模天线、新的波形、新的编码,网络上我们对网络切片、边缘计算都进行了单点技术的验证,为标准化提供了很重要的输出工作。

现在我们进入到了第二阶段,将来要基于统一的测试规范、频谱、平台来进行测试。现在我们已经在怀柔建设了全球最大的一个5G试验网,可以看到来自产业链的主要的六家系统厂家,现在一共有30个基站来建设,完成了我们怀柔的外场。基于第二阶段我们进行了连续的、广域覆盖的测试,低时延、高可靠测试,低功耗、大连接的测试,还有低频高频的容量测试,以及混合场景的测试,大家可以看到各个厂家基本的进展情况。虽然没有都完成,但是有几家进展比较快,我们也借这个机会把现在进行的一些测试的初步结果向大家做一个汇报。

第一张是关于性能方面测试,性能方面测试首先看到的是连续的、广域覆盖的场景,这个场景我们用了200M的带宽,64个端口的大规模的天线阵列,在这个场景下实现了单用户峰值3.6G,同时我们在小区的吞吐量也到了11.79G,如果都换算成下行,可以达到18G的带宽,达到了我们预期的目标。第二个是关于低时延、高可靠,可以看到达到了0.407毫秒。第三个是关于低功耗大连接,在每小区每一个兆赫兹达到了5000万的连接,这都是非常好的测试结果。同时在大容量方面,高密度融合方面我们在低频和高频都做了实验,比如左边这个图我们是在45平方米的屋子里有8个传输节点,利用虚拟小区、干扰一致等技术,实现了每平方米45.1兆赫兹。在高频段我们用华为的800M带宽达到了16.26G的速度。在拉远方面,在39G频率,在1公里的距离下,利用中兴的设备也实现了329M的带宽,都是非常好的预期。同时我们也进行了混合场景的性能测试,尤其是切片,在同一个带宽系统上,通过子带宽的方式,根据不同的场景,用切片的技术设置不同的子载波间隔,不同的参数配不同的技术,实现了基于三个不同场景的不同的解决方案,达到了要求的性能。比如我们在移动宽带方面,8.29G频率,在低时延场景达到0.4,在大连接场景达到了400万连接等等,应该说也取得了非常好的效果。同时我们刚才说的都是性能方面的测试,我们在功能方面还有在射频方面,都进行了非常详细的测试,比如我们在射频方面,对每个厂家射频设备的射频效率、杂散、输出功率、带宽等等都进行了测试,应该说基本上满足场景自己提出的相应目标。我们也会把这些功能测试和射频测试认真总结,把它规范化,提交到国际标准组织,真正形成国际标准。

以上是整个测试的情况。

刚才我给大家介绍了我们的组织情况以及在创新方面、无线网络安全基础方面的进展,以及一些通过测试来拉动产业的情况。

最后一页总结一下,IMT-2020(5G)推进组也会致力于构建全球统一的5G标准和生态链,以前不留余力,今后也会不留余力推动几个方面:第一个是在全球统一的架构下来统一推进三个场景——移动宽带场景、另外两个物联网场景,面向这样的场景的创新,为全球形成统一的标准,来支撑5G的发展;第二个方面是在频率方面,我们也会积极推动5G低频的规划以及高频的研究工作,来促进全球频率的协同。第三个方面,5G不同于4G,过去4G的试验是在标准完成以后我们再开始拉动产业,推进它的商用,这次5G的试验,从标准还没有确定之前,从技术的创新开始就通过试验来推动5G技术的创新,推动5G标准的形成,然后跟4G一样推动5G的产业以及商用化,应该说比4G更往前走了一步;第四个方面,我们5G带来了跨行业的、创新的全新机遇,在5G的推动过程中这一点也是不容忽视的,因此我们在5G的推动组也是致力于和各行各业合作,来推动我们跨行业需求的研究、技术方面的提出、商务模式的提出以及整个产业链的构建,这是我们“不留余力”推进组下一步将要发展的方向。

最后非常感谢各位领导的支持,感谢在座的推进组成员对5G工作组大力的支持,我们希望共同努力,通过我们的创新和努力来实现5G在2020年商用的奋斗目标,谢谢大家!

主题阅读: 5G