【华创通信束海峰团队】5G研发与推进-2017互联网基础设施论坛纪要系列

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原创：束海峰蒋颖 2018-05-28

时间：2017年9月14日

主讲人：王志勤-中国信息通信研究院副院长

核心观点：

一、5G重点是实现从移动互联网向物联网的一个拓展，发展的目标是解决物联网。在5G定义的三大场景（eMBB、uRLLC、eMTC）中，第一阶段商业运用主要围绕在移动互联网和一部分的高可靠低时延场景。

二、5G使能万物互联，在无线技术方面，提出了统一灵活空口技术架构；在核心网络方面，需求和新信息技术（NFV/SDN等）推动5G网络架构革新，5G的核心网络整个是NFV的虚拟化的处理平台，在架构方面在逐步向扁平化方向发展。

三、5G频谱方面，分为低频和高频两部分，各国5G频谱共识逐步聚焦3.4-3.8GHz、26GHz、28GHz、39GHz等频段。总体来看，我们认为，未来5G首先要应用低频，高频的话，至少在国内，要比低频至少晚到两到三年之后再予以考虑。

四、5G商用进程方面，今年美国Verizon首先是在固定无线接入这个场景应用5G，韩国其实是在2018年冬奥会上做一个应用演示，由于他们两个的时间其实是早于2018年6月3GPP的标准发布时间，所以都采用的是专用协议，不是国际标准。真正符合3GPP国际标准的商用，或者说试商用的时间，基本都在2019年底，和2020年以后的时间段。

五、5G的标准制定方面，美国和韩国等国家希望能够尽早的商用5G，所以在今年12月会完成一个小的版本，叫做非独立组网5G规范，主要是满足美国、韩国和日本比较激进的一些运营商。我国积极推动的是2018年6月份完全独立组网的5G新空口和核心网络，这个标准支持移动宽带和一部分的高可靠低时延场景，重点是满足2020年5G初期商用的基本需求，基本上和各个国家主题商品时间是一致的。到2019年9月会完成满足三种场景的ITU标准。目前来看，大连接这种场景什么时候纳入到5G新的标准里还没有最终确定。

六、我国5G研发方面，2016年我们国家率先启动了研发工作。第一阶段5G技术试验是以工信部或者推进组为主体，国内外企业共同参与测试，第二阶段2018年开始会以运营商为主体开展产品研发实验。目前我们处在5G技术方案验证阶段，目前国内像华为、中兴、大唐相对做的比较完善。

主要内容：

5G的整个愿景相信大家很熟悉了，应该说5G重点是实现了从移动互联网向物联网的一个拓展，所以可以看到我们后面在整个5G网络架构设计方面，包括刚才提到的5G切片，都是为了适应多样化的物联网。

因为其实物联网的发展很大的一个问题就是碎片化的问题，无论是在无线接口还是核心网络的资源方面。所以怎么样能够创造出5G的技术架构，能够满足物联网，其实具有很大的挑战。

其实从商业和市场的角度来看，一方面5G也面向于相对比较成熟的，大家比较熟悉的移动互联网场景，使它的移动速率进一步提升。另外呢就是刚才所提到的物联网场景，包括高可靠低时延，大家谈的比较多的像工业物联网和车联网，都属于比较典型的高可靠低时延场景。以及海量机器类的通信。

虽然定义了这三种场景，实际上可以看到，第一阶段商业运用的主要围绕在移动互联网和一部分的高可靠低时延场景。

所以刚才提到，我们整个5G发展的目标是为了解决物联网，所以我们的技术怎么去适应它，能够实现5G作为通用的技术，承载多种业务。首先在无线技术方面，5G提出了这样一种叫统一灵活空口技术架构的概念，也就是说，我定义的5G在无线接口的参数是灵活可变的，可配置的，根据不同的应用场景选择不同的参数。一定程度上也可以看做是5G无线接口的网络切片。

此外就是在核心网络，实际上在目前来看，5G很好的采用了NFV/SDN的一些理念。首先我们现在已经看到了一些5G核心网络，大部分是基于软件和硬件分离的NFV的架构，在此之上，其实从整个5G网络来看，他不再是过去4G这种独立的，完全分离的单元，而是基于功能平面的5G网络架构。其实大家看到的都是服务器，在上面虚拟出很多的功能单元。

从网络的设计上来看，他也很好地实现了控制和数据平面的一个分离。以及整个能够更好地实现网络切片吧，是整个在5G的网络架构方面是一个很好的发展方向。包括最近我们也看到，新定义的一些5G的协议也更多地面向互联网的协议来发展。

5G技术作为一种无线技术，频率也很重要。这里我们列出来的一些发达国家，包括美欧日韩他们的频谱规划情况。其实目前来看，只有美国在2016年7月正式规划了5G的频谱，主要集中在高频。欧洲是发布了5G的频谱战略，日本和韩国都是面向他即将进行的5G商业实验，包括奥运会，发布的一些也是实验阶段。

从整个频率的分布来看，实际上分为两个部分，一个是低频，一个是高频。国内在5G的频率方面进展还是比较快的。所以在今年6月份，临时针对5G 6GHz以下的低频发布了一个规划的公开征求稿，另外也提出了一些我们国家非常倾向性的毫米波的频率来征求意见。

总体来看，我们认为，未来5G首先要应用低频，高频的话，至少在国内，要比低频至少晚到两到三年之后再予以考虑。在这里也可以看到，针对5G所定义的三种场景，相应的频率配置情况。所以低频可以满足所有三种场景，而高频仅仅是在室内的热点和一些密集地区是和低频混合组网。而且从目前高频的器件和产品的成熟度来看，都还是有相当的差距。我觉得我们国家一直坚持低频的态度其实也影响了全球的发展。目前在欧洲、日本、韩国，都相应分配了低频的频段，美国也近期在征询低频是否会用于4G。

各个国家的商用进程其实随着时间的临近也越来越清晰。在今年，美国Verizon首先是在固定无线接入这个场景应用5G，韩国其实是在2018年他的冬奥会上做一个应用演示。由于他们两个的时间其实是早于2018年6月3GPP的标准发布时间，所以都采用的是专用协议，不是国际标准。真正符合3GPP国际标准的商用，或者说试商用的时间，基本都在2019年底，和2020年以后的时间段。所以从这个角度来说，我们国内其实也希望在商业进程方面首先应用5G，在2016年首先启动5G技术研发试验，预计在2018年会进入到5G产品研发阶段。真正的商业应用，我们会觉得会在2020年左右，当然力争在2020年以前。

对于整个5G在国内的推进，有IMT-2020（5G）推进组，也是由三个部委统一领导之下的，有很多组织在里面反映了他们的一些工作，从最开始5G的需求，包括频谱，关键技术的一些筛选，目前就是针对像3GPP的一些标准推进，在全面开展。

在现阶段我们成立了两个工作组，一个是针对这个实验的工作组，另一个是针对车联网，我们也新近成立了一个工作组。所以总体来看，国内外主流的一些比较先进的一些企业都参与到我们整个实验当中，包括三大运营企业，还有一些国外的企业，也都参加到我们组织里，基本上也是很好地发挥了技术创新、标准推进、产业协作和国际合作的平台作用。

针对5G的标准时间，可能大家也很熟悉了。一个是考虑到美国和韩国这些国家，他们希望能够尽早的商用5G，所以说在今年12月会完成一个小的版本，这个版本我们叫做非独立组网5G规范，主要是满足美国、韩国和日本比较激进的一些运营商。而我们国家积极推动的其实是2018年6月份完全独立组网的5G新空口和核心网络，这个标准支持移动宽带和一部分的高可靠低时延场景，重点是满足2020年5G初期商用的基本需求，基本上和各个国家主题商品时间是一致的。到2019年9月会完成满足三种场景的ITU标准。目前来看，大连接这种场景什么时候纳入到5G新的标准里还没有最终确定。其实在这个标准确立过程中，其实中国一直坚持，一个是技术创新，一个是物联网的同步拓展。要求在2018年6月份尽量加入低时延高可靠场景。

同时在5G新的空口里，应该说我们在很多新的方面有比较多的创新，一个是从5G无线接口的技术标准推进来看，目前我们针对第一个阶段，也就是R15 3GPP的规范，在无线接口国内积极推动，一个是5G灵活的系统设计，这里就包括自包含TDD帧结构和以用户为中心的接入网架构。实际上5G的整个帧结构设计、整个系统设计是非常灵活的，这也是保障了他支持物联网以及低时延性能的重要基础。目前这些系统设计工作50%已经完成了。在关键技术点方面，国内有非常多的技术创新。除了大规模天线，像新型的波形以及新的编码、新多址技术，都是国内R15主要推动的。那第二个版本的5G，目前正在推动，像正交多址技术的推动，以及车联网V2X技术，以及5G评估，这些主要是有很强的主导力量。

5G的核心网络一个是刚才也谈到了，他整个是NFV的虚拟化的处理平台，此外呢在他的架构方面在逐步向扁平化方向发展，从2G/3G的四层，到4G的时候其实已经变成三层，到5G的时候可能更加简洁，甚至变成两层，而且在很多地区我们还有移动边缘计算。所以在这样一种架构和物联网化的在未来网络的很多新的概念，所以5G的R15核心网部分有很多功能都在重点落实，像网络切片、移动边缘计算，以及确定端到端的用户面安全。面向第二个版本的这个5G核心网络最近新立了一些课题，包括固网和移动网融合以及网络能力开放。

在具体的标准，其实刚才也谈到，他有独立组网和非独立组网两种方式。独立组网其实就是通过5G新的空口接入5G核心网，端到端都是完整的5G标准。所谓非独立方式，其实更多地体现在核心网部分，也就是说有些运营企业在初期阶段仍然用4G的核心网来接入5G新的无线接口，作为一种过渡。

所以从中国主体的运营企业和对外的标准角度来看，还是非常注重5G独立组网的标准的实现，也是要求我们新网进入中国市场，设备一定要支持5G的这种情况。这种情况下，他能够体现更高性能的5G，包括网络的切片功能和高可靠低时延等等性能，都能够有利于端到端的业务实现。而且非独立的方式主要还是满足宽带移动互联网的需求。对运营商的角度，他也要完成两次转换，可能第一次先接入到原有的引进的4G网络上，再逐步引出到新的网络。这个可能会根据营销策略进行挑选。

另一个我们想强调关于5G语音的解决方案问题。因为在4G其实也提出了VoLTE，不同运营商采取了不同策略，比如中国移动花了很长时间，可能差不多在4G商用两年以后才推出了VoLTE，目前的用户也不到50%。所以我们也觉得在5G阶段，现在他也开始在考虑在R15纳入语音业务，目前基本与4G类似，提供基于IMS架构的分组语音业务，通过5G和4G分组业务来完成业务的实现。其实这个模式有利于原来4G已经实现VoLTE的运营商，他比较平滑地就可以实现5G和4G业务的互通。其实像联通，他们也有VoLTE业务，原来是CSFB，其实直接打到3G，这种他的3GPP优先级会稍微晚一些。国内现在也在组织对多种语音业务的推进，希望能在商用初期就使用户更好地享受到语音业务。

首先谈一谈研发的情况，2016年我们国家率先启动了研发工作。第一阶段5G技术试验是以工信部或者推进组为主体，国内外企业共同参与测试，第二阶段2018年开始会以运营商为主体开展产品研发实验。但是为了做好第一阶段和第二阶段之间的衔接，我们会对进入到阶段二的产品进行一些相关的规定，也是作为运营商启动研发试验的一个前置条件。

2016年我们就完成了对5G关键技术的验证工作，也是我们这个实验的第一阶段。具体包括我们国家主要推动的一些创新型的无线技术，比如新型多址、新型多载波、先进编码，包括大规模天线和高频技术，网络方面主要包括网络切片、移动边缘计算、网络功能重构和控制承载分离等等技术。大概有七个厂家来做测试工作。

目前我们处在5G技术方案验证阶段，在北京怀柔计划搭建规划是30个基站，每个系统厂家是5个基站左右的这样一种外场环境，也是针对典型的应用场景来看，他形成的5G方案是否能够满足不同场景的需求。除了系统厂家以外还有芯片和仪表厂家，来共同进行测试工作。这个月底通信会上我们会对各个厂家的测试情况做一个详细的报道。

目前国内像华为中兴啊，还有大唐啊相对做的比较完善一些，主要的测试指标跟我们定义的ITU指标，一个是峰值速率10-20Gbps，所以低频和高频的条件下能够满足。空口的时延是小于1毫秒，我们现在是0.4毫秒。每平方公立百万连接现在可以达到150万，基本也可以很好满足ITU的指标要求。

最后我来简单说一下，其实在5G产品研发的过程中，其实大家已经在考虑一些龙头应用。其实车联网是一个比较典型的，大家也认为非常重要的场景，目前在今年6月，我们成立了一个蜂窝车联工作组（C-V2X工作组），来推动LTE-V2X的产品研发，目前大部分V2X的也要到今年年底或者明年年初，我们将和国内主要的测试代厂和公安、交通部门开展路测。这里也对C-V2X的一些商业模式，包括具体的一些方案和方式以及应用推广进行研究，目前有四十多个单位参与，特别是一些车厂和互联网企业。目前大家知道国际上有一个5GVIA欧洲的大企业组织，C-V2X也被称为是中国的5GVIA，也是一个非常好的品牌。

最后我简单总结一下，在前期的5G发展过程中，也是面向我国提出的5G引领发展目标，国内还是非常有效的推动5G技术创新，推动全球统一标准，率先启动5G技术试验与研发工作，面向2020年真正要实现5G商用的目标。在这个过程中我们要完成包括技术标准、产业研发等等工作，所以5G实验要继续加强这方面的工作，同时也会考虑对不同产业联合应用的模式，比如说现在部里对车联网也有一个大会协调机制，也在不断完善政策的环境，包括频谱、牌照等等，使得外部和我们内部产品都能在2020年前达到5G商用，也希望5G发展能够为用户、我们产业链所有方带来利益，或者说真正的成功。

华创通信·束海峰团队

束海峰 18618199116

张弋 13810007170

梁斯迪 13811599357

李孟龙 18610028123

蒋颖 15510689144

团队报告

统一通信&云通讯

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