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【转载】欧美通信发展动态
作者:何凤梅
发布时间: 09:12:22
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一. 5G通信技术及发展情况(一)5G通信简介从20世纪80年代以来,全球无线通信以每10年一个周期的进度经历了从1G-4G的变迁。 1984年,基于模拟蜂窝技术的1G无线通信出现。1990年开始,2G主流技术标准 GSM 和CDMA One相继发布,全球进入数字通信时代;2000年,国际电信联盟(ITU)将WCDMA、 CDMA2000、TD-SCDMA以及Wi-MAX确定为3G的四大主流无线接口标准;2010 年,TDD-LTE和FDD-LTE两种制式下的4G技术开始成熟并商用。5G,即第五代移动通信技术,也是4G之后的延伸。目前业界还未从技术上对5G下定义,5G技术还处于早期阶段。行业对5G的研究重在关键性技术和相关标准的制定和统一。5G与4G、3G、2G不同,5G并不是一个单一的无线接入技术,也不是几个全新的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术(4G后向演进技术)集成后的解决方案总称。从某种程度上讲,5G是一个真正意义上的融合网络,是传输速率可以达到10Gbps的移动通信技术。5G并不会完全替代4G、WiFi,而是将4G、WiFi等网络融入其中,为用户带来更为丰富的体验。通过将4G、WiFi等整合进5G里面,用户不用关心自己所处的网络,不用再通过手动连接到WiFi网络等,系统会自动根据现场网络质量情况连接到体验最佳的网络之中,真正实现无缝切换。1. 5G标准制定全球统一5G标准已成为业界共识,推进组将与国际产业力量密切合作,在ITU和3GPP框架下,同步开展面向移动互联网和物联网应用的全球统一5G技术标准研究。3GPP确定最早的5G无线标准要在2018年6月才完成,5G标准化分两个阶段:第一阶段启动R15为5G标准,于2018年第二季度完成;第二阶段启动R16为5G标准,于2019年12月完成。5G NR构架演进分为:NSA(非独立组网)和SA(独立组网)。日,3GPP 5G NSA标准第一个版本正式冻结。这是NSA第一个版本,意味着3GPP第一个5G标准终于出炉。2018年6月,SA版本将会冻结。2. 5G频谱频谱资源是移动通信的命脉,是血液,所有的移动应用和服务都得靠它。从1G到5G,频谱分配是任何一代移动通信成功的关键,关系着全球漫游和产业链规模效应。1G到4G的频谱几乎都是独享的,而到了5G时代,频谱资源的利用将走向共享。5G拥有三大场景,其中增强型移动宽带eMBB场景面向高、中、低频段开展;高可靠低时延通信uRLLC场景面向高、中、低频段开展;大规模机器通信mMTC场景面向低频段开展。低频段具备良好的无线传播特性,用于广覆盖,但带宽有限;中频段通常部署于城区,以提升网络容量;高频段覆盖范围较小,但带宽充沛。不同频段范围具有不同的特性,任何一个频段范围都不能满足5G的全部需求。5G频谱方面,中国、美国、韩国、日本、欧盟、德国和英国等全球主要国家和地区均已为 5G确定频谱。美国以高频段频谱为主,中国、日本和韩国将同时使用中、高频段。韩国2018年平昌冬奥会期间将在26.5-29.5GHz频段部署 5G 试验网络。欧盟将同时在低、中、高频段部署 5G 网络。目前中国已经确定使用中频段,高频段正在征求意见中。未来,毫米波还将成为国际5G竞争焦点所在。针对国内6GHz以上频段后续工作,工信部无线管理局将重点开展相关兼容性研究,加强与民航、广电、交通、气象、航天、军队等众多部门协调,对于卫星间、卫星固定(地对空)更要立足于全球角度去考虑,及早明确中国毫米波观点,推动全球或区域频率一致性。3. 5G关键技术按照我国《5G概念白皮书》的说法,5G主要用于连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠等四大应用场景。同时,结合5G关键能力与核心技术,提出由“标志性能力指标+一组核心关键技术”共同定义的5G概念。其中,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(Massive MIMO)、超密集组网、新波形和多址、全频谱接入和新型网络架构。&“Gbps用户体验速率”的标志性能力属于目标,而关键技术就是用来达成目标的手段。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;新波形和多址技术通过发送特定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。增加带宽是关键,由此而产生的毫米波、微基站、大规模MIMO、波束赋型等都是顺理成章的技术趋势。只要把基站做得足够小,其服务范围变窄了,单个用户获得的资源就能足够大,速度就可以提高到足够快。所以说,5G的任何一项关键技术都不会有革命性的突破,其上千倍综合能力的提升,更多地是来自移动网络的重新布局。(二) 5G通信产业链及商用进展5G 的商用将催动通信行业升级换代,移动通信行业产业链条主要包括以下五个重要环节:(1)网络规划设计(前期技术研究及网络建设规划);(2)无线主设备(核心网、基站天线、射频器件、光器件/光模块、小基站等,无线配套、网络覆盖与优化环节开始布局);(3)传输设备(无线设备后需要有线传输链接,紧跟其后的包括光纤光缆、系统集成、IT 支持、增值服务等);(4)终端设备(芯片及终端配套);(5)运营商;(6)PCB/CCL 产业链(用于基站射频、基带处理单元、IDC 和核心网路由器等);(7)介质波导滤波器(基站射频)。面对新一轮移动通信技术更迭的重大机遇,主要国家及相关企业纷纷提前加大5G研发投入,积极引导技术发展,争夺5G发展主导权,加速5G正式商用时间,争取在新一轮的国际竞争中占据优势地位。(三) 发展通信技术的重大战略意义在移动通信业务量爆炸式增长的背后,频谱资源作为实现信息无所不在的载体和具有重要战略意义的稀缺资源,面临着巨大的缺口与压力。为了在国际博弈和竞争中获取有利地位,加快5G网络试验和商用的进程,各国纷纷着手为5G谋划频率资源。在5G时代到来过程中,通信产业、计算和芯片产业、云计算产业、物联网产业以及电信运营商、互联网厂商环环相扣,形成了不可分割的紧密关系。5G将在2020年之后逐步规模应用,成为连接人与人、人与物、物与物的基础通信方式,突破5G核心技术对保障网络安全具有重大意义。发展5G通信技术 是实施“网络强国”、“制造强国”战略的重要信息基础设施,更是发展新一代信息通信技术的高地”。&二. 欧美国家对通信领域的发展考虑及行动(一) 美国:5G战略性突显,重要性远超前代网络全球多个国家和地区都在积极争夺5G的控制权,都制定了明确的计划去争取尽早建成和商用高水平的5G商用网络,以便在全球5G产业链中占据优势。美国提出计划在2019年下半年展开5G网络商用部署。表 4& 美国对5G通信采取的行动措施日,美国白宫宣布启动由美国国家科学基金学(NSF)启动“先进无线通信研究计划”(PAWR),将投资4亿美元支持5G无线技术研究,以保持美国在无线技术领域的领先地位。按照这项“先进无线研究计划”,美国将在未来7年建设4个小城市规模的5G无线技术测试平台。美国国家科学基金会将从2017财政年度开始提供总计5000万美元的建设费用;英特尔、三星等20多家公司及有关协会则相应投入总计3500万美元的建设费用;美国国家科学基金会还将在未来7年另投入3.5亿美元支持利用这些平台开展的学术研究。日,一份名为《Secure 5G—The Eisenhower National Highway System For Information Age》的美国国家安全委员会文件流出,引起业内外一片哗然,随后,路透社、华尔街日报、CNN等多家海外媒体纷纷对此事件进行了报道。该文件进一步指出,美国政府将5G网络的地位提升到了国家安全的高度,并计划在三年内建成一张安全可靠的全国覆盖5G网络。此文件的曝光,说明5G网络的战略地位在全球主要市场正在逐渐显现,全球5G网络的建设进度有提速的可能性。2017年2月,美国行业协会5G Americas和韩国5G论坛宣布签署了一份合作备忘录(MoU),旨在进行下一代(5G)移动通信技术的合作。合作双方目前正在与包括欧盟5G PPP、日本5GMF以及中国IMT-2020(5G)推进组在内的三个全球机构合作,建立一个一年两次的“全球5G 大会”(Global 5G Event)。AT&T和Verizon是美国最大的两大移动运营商,在各项业务上展开激烈竞争,正在紧锣密鼓准备部署5G网络,两家公司都在争夺成为第一家在美国推出5G服务的运营商。2017年,Verizon宣布,2018年底之前将会在美国三到五座城市推出5G网络服务。Verizon目标是在2020年在美国正式推出5G商用网络。2018年1月,AT&T宣布,2018年底之前将在美国12个城市推出5G网络商用服务。这意味着美国消费者只需要不到一年时间,就能够体验5G移动宽带服务。2018年2月,AT&T宣布首批推出5G的三个城市,分别为亚特兰大、达拉斯、韦科,未来几个月将会宣布其计划部署的其他城市。AT&T表示计划在明年初加入更多支持5G的移动设备和智能手机。美国高通已经研发完成兼容5G网络的基带处理器芯片,并且完成了手机通信试验,高通还对外公布了5G通信技术的专利授权费标准。预计2018年,将会有第一批手机厂商推出5G手机。2017年11月,苹果正在和英特尔合作,共同开发5G手机,该产品将使用英特尔的5G基带处理器。(二) 欧洲:由欧盟带头推进5G商用,各成员国纷纷响应欧盟认为,5G是其在全球市场保持竞争优势的关键性资产。推出5G行动计划恰逢其时,5G网络部署需要欧委会、成员国和业界各方的积极合作。自欧盟委员会2016年9月份公布5G行动计划(每个成员国至少确定一个主要城市到2020年底可以实现5G商用)后,原本低调的欧洲各国纷纷发布了推动5G部署的计划。意大利政府在2016年11月于罗马举行的第二届5G PPP大会上宣布,将在北部、中部、南部的5个城市率先部署5G网络。2017年3月意大利政府发布5G实验声明,在5个城市(Milan, Prato, L’Aquila, Bari and Matera)做5G实验局,频段为3.7-3.8GHz,年中与运营商明确计划,年底启动实验局的建设。2017年2月,奥地利政府发布了一份白皮书,宣布奥地利要做欧洲5G的先锋和领导者,政府对各个运营商提出很高的要求,并在政策上提供支持,如3.5G频段正在清理,并考虑频谱拍卖事宜。奥地利政府已经批准成立一个5G指导小组的计划,这个小组将由总理办公室、经济部、基础设施部和财政部的代表组成,包括各部门秘书长、相关部门负责人。他们将在2017年12月底之前为政府准备一个5G战略,使奥地利成为欧洲5G开发领先的国家。英国政府则希望自己成为5G的全球领导者,正在积极为5G发展营造良好环境。英国政府在确定布里斯托尔作为英国第一个5G测试城市后,于日发布了《下一代移动技术:英国5G战略》报告,为英国的5G商用定下基调。英国财政大臣Philip Hammond宣布英国将打造一个新的全国5G创新网络,用于测试5G应用,同时计划在今年晚些时候推出一系列地方项目,以加快全光纤宽带的市场普及。<p style="font-size: 17 font-family: -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, &Helvetica Neue&, &PingFang SC&, &quo
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