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5G基本概念及其发展概况
中国安防行业网    2017/11/13 15:31:00    关键字:5G,基本概念,发展概况      浏览量:
  
   一、5G基本概念
   第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术,外语缩写:5G。也是4G之后的延伸,正在研究中,5G网络的理论下行速度为10Gb/s(相当于下载速度1.25GB/s)[4]。
   诺基亚与加拿大运营商BellCanada合作,完成加拿大首次5G网络技术的测试。测试中使用了73GHz范围内频谱,数据传输速率为加拿大现有4G网络的6倍。鉴于两者的合作,外界分析加拿大很有可能将在5年内启动5G网络的全面部署。
   由于物联网尤其是互联网汽车等产业的快速发展,其对网络速度有着更高的要求,这无疑成为推动5G网络发展的重要因素。因此无论是加拿大政府还是全球各地,均在大力推进5G网络,以迎接下一波科技浪潮。不过,从目前情况来看5G网络离商用预计还需4到5年时间。
   二、5G发展历程
   早在2009年,华为就已经展开了相关技术的早期研究,并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。华为在2013年11月6日宣布将在2018年前投资6亿美元对5G的技术进行研发与创新,并预言在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。
   2013年2月,欧盟宣布,将拨款5000万欧元。加快5G移动技术的发展,计划到2020年推出成熟的标准。
   2013年5月13日,韩国三星电子有限公司宣布,已成功开发第5代移动通信(5G)的核心技术,这一技术预计将于2020年开始推向商业化。该技术可在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据,且最长传送距离可达2公里。相比之下,当前的第四代长期演进(4GLTE)服务的传输速率仅为75Mbps。而此前这一传输瓶颈被业界普遍认为是一个技术难题,而三星电子则利用64个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题。与韩国目前4G技术的传送速度相比,5G技术预计可提供比4G长期演进(LTE)快100倍的速度。[6]利用这一技术,下载一部高画质(HD)电影只需十秒钟。
   2014年5月8日,日本电信营运商NTTDoCoMo正式宣布将与Ericsson、Nokia、Samsung等六家厂商共同合作,开始测试凌驾现有4G网络1000倍网络承载能力的高速5G网络,传输速度可望提升至10Gbps。预计在2015年展开户外测试,并期望于2020年开始运作。
   2015年3月1日,英国《每日邮报》报道,英国已成功研制5G网络,并进行100米内的传送数据测试,每秒数据传输高达125GB,是4G网络的6.5万倍,理论上1秒钟可下载30部电影,并称于2018年投入公众测试,2020年正式投入商用。
   2015年3月3日,欧盟数字经济和社会委员古泽?奥廷格正式公布了欧盟的5G公司合作愿景,力求确保欧洲在下一代移动技术全球标准中的话语权。奥廷格表示,5G公私合作愿景不仅涉及光纤、无线甚至卫星通信网络相互整合,还将利用软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)、移动边缘计算(MEC)和雾计算(FogComputing)等技术。在频谱领域,欧盟的5G公私合作愿景还将划定数百兆赫用于提升网络性能,60GHz及更高频率的频段也将被纳入考虑。
   欧盟的5G网络将在2020年~2025年之间投入运营。
   2015年9月7日,美国移动运营商Verizon无线公司宣布,将从2016年开始试用5G网络,2017年在美国部分城市全面商用。
   2016年11月,举办于乌镇的第三届世界互联网大会,美国高通公司带来的可以实现“万物互联”的5G技术原型入选15项“黑科技”——世界互联网领先成果.高通5G向千兆移动网络和人工智能迈进[2]
   2016年3月,工信部副部长陈肇雄表示:5G是新一代移动通信技术发展的主要方向,是未来新一代信息基础设施的重要组成部分。与4G相比,不仅将进一步提升用户的网络体验,同时还将满足未来万物互联的应用需求。我国5G技术研发试验将在2016-2018年进行,分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。
   从用户体验看,5G具有更高的速率、更宽的带宽,预计5G网速将比4G提高10倍左右,只需要几秒即可下载一部高清电影,能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等更高的网络体验需求。
   从行业应用看,5G具有更高的可靠性,更低的时延,能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求,拓宽融合产业的发展空间,支撑经济社会创新发展。
   从发展态势看,5G目前还处于技术标准的研究阶段,今后几年4G还将保持主导地位、实现持续高速发展。但5G有望2020年正式商用。
   2017年2月9日,国际通信标准组织3GPP宣布了“5G”的官方Logo。
   三、5G技术指标
   标志性能力指标为“Gbps用户体验速率”,一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。大规模天线阵列是提升系统频谱效率的最重要技术手段之一,对满足5G系统容量和速率需求将起到重要的支撑作用;超密集组网通过增加基站部署密度,可实现百倍量级的容量提升,是满足5G千倍容量增长需求的最主要手段之一;新型多址技术通过发送信号的叠加传输来提升系统的接入能力,可有效支撑5G网络千亿设备连接需求;全频谱接入技术通过有效利用各类频谱资源,可有效缓解5G网络对频谱资源的巨大需求;新型网络架构基于SDN、NFV和云计算等先进技术可实现以用户为中心的更灵活、智能、高效和开放的5G新型网络。
   四、5G商业化时间表
   工信部、中国IMT-2020(5G)推进组2016年11月份公布了5G网络时间表,中国将于2017年展开5G网络第二阶段测试,2018年进行大规模试验组网,并在此基础上于2019年启动5G网络建设,最快2020年正式商用5G网络。
   2015年6月,在国际电信同盟(ITU)WP5D第22次会议上,确定了IMT的名称、愿景和时间表等关键内容。在国际电信同盟的IMT家族中,第三代移动通信(3G)叫做IMT-2000,第四代移动通信(4G)叫做IMT-Advanced。现在,第五代被正式命名为IMT-2020。
   5G的目标是实现全球标准的统一,标准由ITU负责制定。作为非技术组织,ITU将委托3GPP等技术组织制定5G标准。3GPP主要由设备商、终端商和运营商进行多方谈判,最后确定技术标准和路线图。
   根据3GPP的时间表,最早2017年底,将推出早期移动5G规范,2018下半年将推出5G标准第一版本。国内方面,按照工信部的计划,2017年我国开展5G技术研发试验第二阶段测试,并针对各厂商面向5G移动互联网和物联网各应用场景进行验证。完成第二阶段测试后,2018年将进行大规模网络技术研发和测试。等到正式公布5G标准后,我国进入网络建设阶段,最快于2020年正式商用5G网络。
   五、5G测试阶段划分
   结合产业发展态势,中国移动以运营商需求为牵引,明确了面向商用产品研发的分阶段5G试验规划,全力加速5G产品的商用化进程。
   第一阶段是5G关键技术可行性验证。基于4G网络基础设施,联合产业开展5G候选技术的可行性验证,包括大规模天线、用户为中心的网络、新型编码、新型调制等技术,并于2016年完成该阶段工作。结合该阶段的工作,中国移动已提前将5G的大规模天线技术应用于4G网络,可提升现网的容量和频谱利用效率2-3倍,并已开始在业务热点和高楼等场景开始规模部署。
   第二阶段是5G系统概念验证。结合3GPP标准进展,联合产业链上下游,突破硬件平台和架构的产业瓶颈,推动实现5G基础设施的硬件能力具备。通过系统样机的实验室和外场测试,全面推动5G端到端产品的设计和优化,以及测试仪器仪表的成熟。实验室测试和外场试验、演示力争在2017年四季度完成。目前,已在2017年6月的MWCS期间,完成在上海和广州的5G组网能力和业务能力的演示。
   第三阶段,2018-2019年将面向预商用产品和成熟的3GPP标准开展“规模试验及预商用试验”,确保在2020年实现5G有效商用。通过硬件平台的优化迭代、以及面向3GPP标准的软件迭代,推出预商用的5G产品,通过多厂商、多网络的互联互通,以及4G与5G的互通等试验测试,推进5G端到端的成熟,并力争在2019年下半年提供友好用户体验。