3GPP 5G标准化进程开启于2015年。伴随着技术的不断发展,经过各方的沟通、探讨与合作,2017年12月21日,首个可实施的非独立(Non-Standalone, NSA)5G新空口(5G NR)规范在葡萄牙里斯本举行的3GPP TSG RAN全体会议上成功完成,包括Qualcomm、英特尔(Intel)、联发科技(MTK)在内的30家参与标准制定的产业链上下游企业一致认为,首个5G新空口标准的完成将为全球移动行业开启5G新空口的全面发展,为在2019年尽早实现5G新空口大规模试验和商用部署奠定了基础。

此次标准的完成被视作是支持5G新空口高效、全面发展的重要里程碑,极大增强了3GPP系统的能力,有助于创造更多进入垂直市场的机会。由于5G新空口底层规范旨在同时支持独立(SA)和非独立5G新空口,因此,3GPP决定在该基础上继续制定Release 15,包括增加对独立5G新空口的支持,以确保让全球行业受益于大规模单一5G新空口生态系统。

这意味着,从2018年开始,5G进入了商用冲刺倒计时阶段。

同步前进,步步为营

之所以能够被业界称之为“具备里程碑意义”的事件,其影响力自然非同小可。IHS Markit移动基础设施&运营商经济部研究分析执行总监Stéphane Téral分析认为,最初亮相的采用非独立5G新空口的商用5G网络,将会出现在2018年下半年的美国,应用情景来自固定无线接入。目前,北美两大运营商巨头AT&T和Verizon都已经公布了各自的实施计划。

esmc03141353 IHS Markit移动基础设施&运营商经济部研究分析执行总监Stéphane Téral

“这意味着大家都在同步前进,致力于步步为营的加速完成5G NR标准,以便快速进入商用部署阶段。这次5G NR的首个版本不仅为美国的先期商用5G部署提供了一个NSA解决方案,而且也完成了NSA的公共部分与独立部分,作为全球一体化5G系统的基础,至此具备了全球化市场规模。”Stéphane Téral说。

在非独立5G新空口标准推出的同时,多家领先的移动通信企业也基于该标准实现了重要的技术里程碑。例如爱立信与Qualcomm Technologies联合AT&T、NTT DOCOMO、Orange、SK电讯、Sprint、Telstra、T-Mobile美国、Verizon和沃达丰,共同展示了符合3GPP标准的5G新空口多厂商互通,这为进一步推出符合5G标准的商用基础设施与终端铺平了道路。接下来,爱立信的5G新空口预商用基站和Qualcomm的5G新空口终端原型机将支持众多运营商在他们各自的网络上分别开展现场测试。

Qualcomm Technologies, Inc.工程技术总监、中国区研发负责人徐晧表示,每一代移动技术的更迭都始于行业标准的制定,行业标准的确立能够更好地支持新一代无线通信技术高效、全面的发展,5G也不例外。而作为在多年前就开始5G技术的研发,并且在3GPP近20年的发展历史中的领先贡献者,Qualcomm不断将其创新的5G设计贡献给3GPP,包括基于OFDM的波形、先进信道编码、灵活的帧结构、前向兼容等众多技术。2019年,Qualcomm将继续与移动行业伙伴合作,推出5G新空口商用网络和包括智能手机及其他形态在内的商用终端,同时支持6GHz以下和毫米波频段。

英特尔方面在接受《国际电子商情》采访时指出,3GPP非独立组网5G新空口标准的正式冻结,为未来独立组网标准的制定奠定了坚实的基础,这标志着行业向前迈出了一大步。随着这项标准的确立,生态系统内的厂商首次就国际公认的单一5G空口系统技术标准达成了一致,从而为行业启动下一代无线服务和设备的测试及商业化奠定了技术基础。目前,英特尔已经与数十家厂商展开合作,利用支持最新5G非独立组网新空口技术标准的第三代英特尔移动试验平台进行5G试验。

根据英特尔提供的时间进度表来看,鉴于第一个5G 新空口标准版本已在2017年12月确定,那么独立组网新空口标准将有望在2018年9月完成。尽管这与Stéphane Téral所说的2018年6月在时间上稍有出入,但在2018年正式完成5G第一阶段标准 Release 15应该已是业界共识。之后,可以预见的重大进展还将包括:ITU-R WRC-19必须在2019-2020年之间就波段和频谱达成一致、IMT-2020的细节和技术规范应该在2020年得到确认等等。这样,基本上早期的5G商用推出时间应该会在ITU批准所有标准之前。而在第一个5G标准完全确定之后,整个行业将立即基于这个标准开启大规模的商用试验和测试,5G的发展便进入了下一个全新的阶段。

5G提速,是否有些“操之过急”?

多种迹象表明,5G试商用有望在2019年提前到来,这比之前业界的普遍预判至少提前了约一年的时间。这是否会让人有种“操之过急”的感觉?从技术、终端与网络部署、市场推广等多角度来看,5G行业真的准备好了吗?

英特尔方面对此的看法是,关于业务应用,增强移动宽带(eMBB)将会是运营商首先提供的5G业务,这也是3GPP标准首先聚焦并完成的5G业务。但是不同的运营商会有不同的eMBB部署策略,比如美国运营商早期的5G部署很可能是基于毫米波频段5G固定无线接入给家庭和企业用户提供5G业务,所以早期的5G终端形态很可能是CPE。而中国运营商会优先在6GHz频段开始eMBB的商业部署,其他应用场景比如uRLLC和mMTC将会随着3GPP标准的成熟在2020年之后推向市场。

根据自己的研发水平、试验水平、以及整个业界的技术发展水平,英特尔说他们对这种提速是有足够信心的。理由是3GPP已经如期在去年12月完成了第一个5G新空口标准的落地,这实际上已经实现了提速。现在产业链上下游企业正在基于第一版标准进行产品化开发,投入非常巨大,用“万众一心”形容也不为过,预计在2019年就会有5G商用设备推向市场。所以无论从技术、标准还是产品研发任何一个角度上讲,提速并不会有太大的悬念,针对eMBB场景的5G网络会率先在2019-2020年商用。

需要强调的是,5G和4G最大的不同之处在于5G网络将会使业务类型更加丰富多样,移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动移动网络的新兴应用呈现爆发式增长,数以千亿的设备将接入网络。由于不同业务对于网络的需求大不相同,为了更高效的承载更多类型的业务,5G网络应具备更强的灵活性和可扩展性,以适应海量的设备连接和多样化的用户需求,在满足移动宽带的基础上,以垂直行业需求为导向,满足不同行业需求。

因此,为了满足5G对于带宽、传输速率、延迟、能耗和规模的全新需求,并充分释放海量数据的潜力,英特尔建议电信运营商必须从现在开始,围绕边缘/接入网、核心网、云和数据中心进行全面的网络转型,才有可能在应用和服务模式上实现新一轮的创新。

比如,网络向云化转型,传统电信机房将重构为数据中心,网络功能也将从传统电信专用设备中解耦,基于NFV和SDN技术运行于通用服务器,由于电信网络的复杂性,以及高性能、高可靠性要求,通用服务器等基础设施如何满足转型需求成为电信业密切关注的问题。

再比如,为了构建一个更加敏捷的网络,越来越多智能计算的能力正在从中心不断扩展到分布式的各种智能边缘,多接入边缘计算(MEC)正在成为网络转型的驱动力之一。通过将网络核心功能下沉到网络边缘,在靠近移动用户端提供IT的服务、环境和云计算能力,满足5G低延、高带宽的业务需求。

此外,为保证5G网络能够应对多变的业务需求,尤其是对垂直行业的业务需求,网络切片将提供服务可保证的端到端网络解决方案。基于共用基础设施,网络切片为各种垂直行业提供更经济的运营方式、更短的业务上线时间、比肩专用网络的性能以及更好的技术支持和演进。

在采访中,英特尔专家强调称,从通信的角度看5G,我们确实已经实现了链路性能的提升。但这其实只是一个开始,接下来还需要对整个产业、对全球无线通信及计算平台进行提升,要重新定义“端到端”,因为它已经不只是从终端到云数据中心,其中还包括边缘云、边缘计算等其他节点。

传统意义上所说的节点,更多强调的是终端设备,是通信的一个终点。但在5G下一步的开发与设计中,这些通信终端会变成新的节点,会牵扯到一系列新的系统设计、新的空中接口支持,从而带来一个更加巨大的课题—5G产业链生态系统的形成。英特尔方面的看法是,在通信和计算融合之后,新的产业链、新的运营经营模式的形成、筛选、进化、突破,都将成为非常艰巨的任务。而产业和标准之间是典型的相辅相成关系,目前来看,标准进展顺利,关键技术的开发提升了产业和元器件的开发。但是下一步,产业又会反过来对标准提出新一代的要求。所以在5G的历史进程中,产业与标准之间的互动会变得越来越紧密,互动的频率和强度会不断加强。

“在美国,本地多点分布系统(LMDS)是关于固定无线接入的最初努力,当时被视作DSL的竞争者,然而却不幸在2000年随着互联网泡沫而破产了。所以,为什么现在要重蹈覆辙呢?”在Stéphane Téral看来,技术本身的快速发展不是问题,但找到适当的应用情景,使之可以提供可行的商业实例,这依然是个大挑战。换句话说,我们并不缺乏5G应用情景,但让5G发挥经济效益却是全世界所面临的最大挑战。当然,很多消费者现在已经觉得含混不清了,因为在许多市场中消费者所使用的手机甚至连真正的4G都还没有!

esmc03141350 Qualcomm Technologies, Inc.工程技术总监、中国区研发负责人徐晧

徐晧对记者说,5G的标准从制定到商用的进程缩短并不会带来风险,相反,它带来的更多是机遇。移动通信行业内的各方参与者都将自己的资源和专长拿出来专注地研发下一代解决方案,从而满足消费者在数据连接方面的需求以及垂直领域发展的需求。

  • 从5G标准制定的方面看,2017年初,在巴塞罗那举办的世界移动通信大会期间,Qualcomm就与40家移动通信领域的厂商宣布共同支持加速5G新空口标准化进程的计划,以提前一年实现5G新空口的验证和标准化。而在2017年底,业界如愿以偿完成了首个可实施的5G新空口规范。

  • 从5G技术发展的方面看,5G数据连接的实现是最重要的准备。2017年10月,Qualcomm成功基于骁龙X50 5G调制解调器芯片组实现了千兆级速率以及在28GHz毫米波频段上的数据连接,不仅推动5G新空口技术继续向前发展,也加快了消费者获得支持5G新空口移动终端的时间表。此外,Qualcomm也展示了其首款5G智能手机参考设计,根据手机的功耗和尺寸要求,对5G技术进行测试和优化。

从5G测试实验的方面看,整个生态系统都在努力为5G的商用“夯实地基”。Qualcomm和全球诸多合作伙伴联合实现了多频5G新空口互通。2017年11月,Qualcomm与中兴通讯和中国移动完成了全球首个基于3GPP标准的端到端5G新空口系统互通,这是5G新空口技术向大规模预商用迈进的重要行业里程碑,推动了符合3GPP标准的5G网络和终端产业快速发展。在其他国家和地区,Qualcomm也与包括爱立信、AT&T、诺基亚、Verizon、Novatel Wireless等公司分别宣布,将开展基于5G新空口规范的互操作性测试和OTA外场试验。

此外,2018年1月16号,Qualcomm加入了IMT-2020(5G)推进组第三阶段测试工作,继续加深与中国产业链的5G合作。1月25日,Qualcomm与联想、OPPO、VIVO、小米、中兴通讯和闻泰科技共同宣布开启5G领航计划,一起探索由5G带来的全新移动应用和体验,支持中国智能手机产业进一步发展,加速商用顶级5G终端预计最早在2019年的推出。

“技术的产业化进程常常取决于产品竞争的态势,甚至于国家战略层面的考虑,是否操之过急首先取决于技术与产品是否能如期到位。”联发科技的看法是,依目前的进度来看,2019年试商用是有机会的,但频谱分配的不确定性,运营商组网策略的不明以及最终商用终端技术要求的变化,都是5G产业能否如期落地的挑战。

不过,作为积极贡献并参与5G标准制定的公司,联发科技认为非独立5G新空口规范的推出,意味着5G将逐渐走出实验室,由技术研究阶段进入到产品研发与商用阶段。而2018年6月将会是下一个重要里程碑,届时才会正式完成整个Rel-15 5G NR的技术标准,其中就包含了中国大陆5G商用所需的独立组网(standalone)完整功能。

承前启后的2018年

让我们一起看看核心玩家在2018年都准备做些什么?

Qualcomm

伴随着5G新空口技术的进步,射频前端技术将发展到一个全新的层面,复杂程度日益增加。没有对整体系统的深刻理解,就不可能设计出5G射频前端。Qualcomm将在射频前端及连接技术领域创造全新的机会,在推动重要的产业转型上带来价值。

今年1月25日,Qualcomm分别与联想、OPPO、vivo和小米签署射频前端解决方案跨年度采购谅解备忘录,扩展Qualcomm强劲的射频前端设计,通过完整的从调制解调器到天线解决方案,支持中国OEM厂商以成本高效的方式规模化打造先进的移动终端。

作为5G发展路线图的一部分,Qualcomm还将推出5G可调谐射频前端。该突破性的5G可调谐射频前端将帮助OEM厂商实现其5G产品的差异化,使产品更轻薄、具备更高性能的系统级技术专长,并为5G产品做好准备。

英特尔

2018年最当务之急的便是第一个5G标准的完全确定,以及基于这个标准尽快展开大规模的商用试验。英特尔已经推出了全球首个支持5G新空口的第三代英特尔5G移动试验平台,并用于同合作伙伴协作进行的5G NR IODT试验当中,用以加快基于NR标准的商用产品的研发与上市,并从这些试验中学习经验、从而进一步推进全球统一标准的落地。基于英特尔第三代移动试验平台,德国电信、英特尔和华为已经成功完成全球首个5G互操作性开发测试。接下来,英特尔还将与领先设备商和运营商紧密携手,扩大基于5G NR内的试验规模。

2017年11月,英特尔的无线产品路线图也取得了重大进展,推出了首个支持5G新空口的多模商用调制解调器家族XMM8000系列。其中,XMM8060为英特尔首款多模、全频段的商用5G调制解调器,预计于2019年中用于商用客户设备。同时,英特尔还成功实现了基于英特尔5G调制解调器的完全端到端5G连接,而这款早期5G芯片是英特尔发展史上的一座关键里程碑。

5G将会给各行各业带来全新的机会,英特尔非常强调和不同行业的合作伙伴的合作,从而推动包括汽车、媒体、工业和娱乐等在内的行业业务革命。从加入5GAA联盟,到成为奥组委TOP合作伙伴,将5G技术带到奥运会赛场,都是其在跨产业合作和行业应用上做出的努力。

5G前夜,千兆LTE能否成为无线“主角”?

长期演进(LTE)在3G领域首先发展起来的,逐渐变成了通用的移动平台,并且持续演变。演进的第一步是从普通LTE(仍然是3G)向LTE-Advanced (真正4G),第二步是引入许多其他特性,包括非授权频谱选项,例如授权频段辅助接入(LAA),以便增加吞吐量、速度以及降低延迟;这是LTE-Advanced Pro的开始,而且世界各地的许多服务提供商都遵循这条演进路线。但是,Stéphane Téral建议有必要从端到端的角度对网络进行观察,这就是5G的意义所在。作为一个更加敏捷的网络,具备的功能超越了NR,云原生内核、网络切片……在过渡期里,服务提供商会部署任何商业可用的方案以求达到千兆级的吞吐量。

“对于4G千兆LTE网络的部署,说明运营商需要进行网络升级来满足迅猛增长的数据业务需求。就像所有新一代蜂窝技术一样,5G需要几年时间来实现,在5G正式商用之前,通过不断投资于LTE技术和千兆LTE网络,运营商们其实是在努力确保更为平滑的过渡。”英特尔认为5G不只是通信技术的演进,连接的也不仅仅是人与人的通信,更是扩展到人与物、物与物的通信,因此这是一个跨产业的革命,会支持比4G更多的应用场景和产生全新的业务模式。产业的融合需要时间,可以预计的是,在未来很长一段时间里,在5G全面深入人们的日常生活之前,4G和5G网络将会是一个并存的状态。

因此,英特尔的LTE产品也在不断升级,千兆LTE调制解调器和后续演进,以及5G芯片被不断推出。2017年11月,英特尔推出了最新的LTE调制解调器—XMM7660,提供Cat-19功能,并支持每秒高达1.6GB的传输速度。这款强大的LTE调制解调器支持先进的多入多出(MIMO)、载波聚合以及广泛的频段,预计将于2019年用于商用设备。而在此之前,在2017年世界移动通信大会上发布的XMM 7560调制解调器已经实现千兆级速度。

徐晧称,从目前正在使用的4G网络来看,4G LTE将继续保持演进态势,其中千兆级LTE将是5G移动体验必不可少的一个重要支柱,特别是在5G网络发展初期覆盖不全面的时候,更需要千兆级网络提供充分的支持,才能确保用户统一的高速网络体验。数据显示,截止2017年11月,全球已有25个国家的43家运营商正在测试或规划部署千兆级LTE网络,为5G铺平道路。

与运营商发力千兆级网络同步进行的,是Qualcomm通过两代旗舰级骁龙移动平台—骁龙835/845在终端侧实现了对千兆级LTE的支持。2017年,中国移动终端有限公司和中国移动浙江公司联合Qualcomm采用搭载骁龙835的移动终端,基于TD-LTE“4G+”网络,在浙江杭州首次成功完成基于商用终端的千兆级速率外场测试;几乎同期,中国联通也与Qualcomm宣布,通过各方合作,在中国联通广州和泉州4G+网络下分别完成了室内及室外的千兆级下载速率验证,成功实现了千兆级数据传输速率,采用的同样是搭载骁龙835的移动终端。

4G LTE的持续演进对于5G的发展至关重要,它让更多国家和地区离5G更进一步。作为4G LTE演进的最新进展,千兆级LTE正在全球加速部署,消费者也可以通过多款搭载骁龙835的智能手机体验到千兆级LTE网络带来的极速连接,并且在2018年通过搭载骁龙835的“始终连接”PC获得千兆级连接体验。

而在Qualcomm已经推出的全新一代旗舰级移动平台骁龙845中,通过集成第二代千兆级LTE调制解调器—骁龙X20 LTE调制解调器,支持高达1.2Gbps的连接速度。骁龙X20 LTE调制解调器支持OEM厂商直接向消费者提供最新一代的连接体验,如沉浸式360度视频与虚拟现实、联网云计算、丰富的娱乐和即时app应用。随着千兆级LTE在终端和网络中的大规模采用,OEM厂商与运营商均将受益于网络容量和频谱效率的提升,同时也确保用户享受出色的连接体验。

本文为国际电子商情(微信公众号:esmcol)原创文章,版权所有!