全球5G标准、频谱规划与产业发展素描.docx

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全球5G标准、频谱规划与产业发展素描

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杨骅

近年来，4G产业逐渐发展成熟，全球主要国家和地区及相关通信企业纷纷将产业发展重点投向第五代移动通信系统（以下简称5G）。

标准加速，5G技术研究全面开花

5G标准进程

国际电信联盟ITU于2012年设立了“2020及之后的国际移动通信（IMT）项目”，为全球IMT-2020研究和开发提供框架，并在2015年正式将“IMT-2020”确定为5G的法定名称。2016年12月，ITU发布5G网络标准草案，涵盖达到5G移动通信系统关键性能目标所需的网络创新体系、架构、技术等内容。2017年4月19日，ITU发布第一份5G相关的国际标准ITU-TY.3071。

全球移动通信标准化组织3GPP于2015年启动5G标准的制定工作。3GPP已经在2016年开始5G标准预研，后续5G技术方案征集、标准化工作等也在紧锣密鼓地开展。R14主要开展5G系统框架和关键技术研究，已于2017年6月冻结。R15的标准化工作已于2017年正式展开，致力于推出第一套5G标准。截至2017年12月，5GR15第一阶段NSA（NonStand-Alone，非独立组网）标准已宣布正式冻结。2018年6月，3GPP将完成5GR15第二阶段SA（Stand-Alone，独立组网）标准。满足ITU全部要求的5G标准完整版本R16计划在2019年底完成，并作为IMT-2020标准提交ITU，支持增强移动宽带、大规模物联网、低延迟高可靠等5G完整业务的应用场景。

标准内容方面，R15标准制定主要面向eMBB和uRLLC两类场景，主要包括构筑NR技术框架和网络架构，设计行业应用基础。R16标准将面向5G完整业务，在持续提升NR核心技术指标的同时加强行业数字化建设，R15、R16主要技术特性详见表1。

5G核心技术

大规模天线技术。基于大规模天线阵列（LargeScaleAntennaSystem，LSAS）或者MassiveMIMO的通信技術主要是利用大规模天线阵列带来巨大的阵列增益和干扰抑制增益，从而成倍提升无线频谱效率，增强网络覆盖和系统容量。大规模MIMO技术不必大面积更新用户的终端设备，通过对基站的改造，帮助运营商最大限度地利用已有站址和频谱资源，为高频段移动通信提供广阔的前景。此外，较大的阵列增益能够降低发射功率，降低基站能耗，有利于实现绿色通信。

新型多址接入技术。多址接入技术是移动通信代际划分的标志性技术。以TDMA为代表的是第二代移动通信，以CDMA为代表的是第三代移动通信，以OFDMA为代表的是第四代移动通信。因此，第五代移动通信也将会出现新型的多址接入技术。目前，全球超过6家企业在开发新型多址接入技术，包括稀疏码多址技术（SCMA）、图样分割的多址接入技术（PDMA）、非正交多址接入技术（NOMA）、多用户共享接入技术（MUSA）等。5G时代的多址技术的改革和创新，将会使未来移动通信的无线接入技术达到一个新的高度。

超密集组网技术。超密集组网技术是满足2020年以后移动数据流量需求的主要技术手段。超密集组网通过更加“密集化”的无线网络基础设施部署，可获得更高的频率复用效率，从而在局部热点地区实现百倍量级的系统容量提升。

超密集组网技术的研究从2013年开始，已陆续有超过10家企业发布相关成果，既有系统设备厂商，也有电信运营商，不同的企业已经提出多种技术解决方案。

全频谱接入技术。全频谱技术指的是，5G通信系统可以同时利用6GHz以下和6GHz以上高频段进行无线通信。全频谱接入技术，将使得未来5G移动通信系统可以采用低频和高频混合组网，充分挖掘低频和高频无线电资源，从而满足5G通信无缝覆盖、高速率、大容量等5G系统需求。

全频谱接入技术的难点在于高频通信接入技术上。高频通信技术已经在军事通信和无线局域网（WiFi）等领域获得应用，但是在蜂窝移动通信领域的研究还处于起步阶段——需要针对移动通信应用场景进行定向开发。

新型多载波技术。多载波技术已在第四代移动通信系统上广泛应用，在未来的5G通信中多载波技术还将进一步扩大使用。5G新型多载波技术类型包括F-OFDM技术、UFMC技术和FBMC技术等。目前，5G新型多载波技术吸引了爱立信、华为、上海诺基亚贝尔、中兴等全球领先厂商竞相加大研究投入。

高频渐热，5G频谱规划相继出台

为在全球5G发展中占得先机，以中国、美国、欧洲、日本、韩国为首的多个国家和地区已发布明确的5G频谱规划，其中高频段在5G频谱规划中渐成重点。

如表2所示，美国于2016年7月公布的5G频谱规划主要以高频段频谱为主。欧洲测试频率由1GHz以下、1～6GHz和6GHz以上频段共同组成。韩国于2018年平昌冬奥会期间在26.5～29.5GHz频段部署5G试验