移动通信
5G作为新一代移动通信技术,相比4G具有更高速率、更短时延和更大连接等技术特性。5G在大幅提升移动互联网业务能力的基础上,进一步拓展到物联网领域,服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信,将开启万物互联的新时代。5G重点支持增强移动宽带、超高可靠低时延通信和海量机器类通信三大类应用场景,将满足20 Gbit/s的接入速率、毫秒级时延的业务体验、千亿设备的连接能力、超高流量密度和连接数密度及百倍网络能效提升等性能指标要求。
5G采用全球统一国际标准,通过灵活的系统设计满足多场景的业务需求。其中,5G新空口(NR)采用全新的灵活体系架构,包括灵活的参数设计和帧结构、新型多址和先进编码、大规模天线等创新技术,易于扩展支持新业务和满足业务的差异化带宽需求;同时,5G核心网络采用服务化架构(SBA)、网络切片、能力开放、多接入边缘计算(MEC)等新技术,实现硬件通用化、软件模块化,进一步实现控制和转发分离,利用友好开放的基础设施环境,为不同用户和垂直行业提供定制化的网络服务,构建资源全共享、功能易编排、业务紧耦合的综合信息化服务使能平台,以适应多种行业需求。
2019年被认为是5G发展元年,主流运营商纷纷加速5G网络部署。全球主要国家2020年左右将陆续实现5G商用。目前,系统设备方面,5G基站与核心网设备的技术研发与产业化日趋成熟,符合商用主要功能要求的系统设备已研发完成;终端设备方面,5G时代终端呈现多元化特征,包括手机、室内和室外客户终端设备等,以后还将拓展到可穿戴设备、无人机、工业设备等多种领域,我国多家企业已发布首款5G手机。
另外,当前我国5G发展面临复杂的国际环境:一方面,各国政府高度重视5G发展,积极推动5G商用规模部署;另一方面,我国在5G技术、标准、产业方面的发展,引起了美国及其盟友的担忧,以安全为由对我国企业进行打压,给我国5G产品国际化带来不利影响。
全球5G发展现状
世界主要国家5G发展现状
目前全球多个国家和地区的众多运营商正在积极推进5G商用部署。运营商初期推出的业务应用以增强移动宽带类业务为主。
美国在2018年9月推出“5G加速发展计划”,在频谱、基础设施政策和面向市场的网络监管方面为5G发展铺平道路。该计划主要内容如下:一是采取措施为5G服务提供更多频谱,向市场投放近5000MHz的5G高频频谱,并在中低频段以及免许可频段为5G进行有针对性的改变;二是加快对小型蜂窝设施的各级政府审查,鼓励私营部门投资5G网络;三是更新5G相关法规,鼓励投资和创新,并确保美国5G通信供应链的完整和安全。目前,继美国最大的电信运营商Verizon成为首个5G运营商之后,AT&T也于2019年4月9日宣布将其5G网络部署再扩展7个城市,加上之前的12个城市,其5G网络覆盖将达到19个城市,另外,T-Mobile和Sprint也将陆续推出5G商用服务。
韩国三家电信运营商于2019年正式推出5G商用服务。2019年4月8日,韩国政府举行“5G+战略”发布会,宣布将推进国家层面的5G战略,打造世界一流的5G生态圈。
日本运营商计划在2020年商用5G,目前正在积极推动以eMBB为主的应用研究。日本总务省定义了13种5G应用,重点研究车联网、远程医疗、智能工厂、应急救灾等应用的新型商业模式。
瑞士电信在2019年4月11日举行的“5G商用发布会”上正式推出5G商用服务,其5G网络基于3.5GHz频段,商用业务包括VR/AR、在线游戏以及固定无线接入等,目前已覆盖50个城市和村庄,计划在2019年年底实现对瑞士所有城市和村庄的5G网络覆盖。
我国5G发展现状
2013年2月,工信部、发改委、科技部联合成立IMT-2020(5G)推进组,在推进组的积极推动之下,2017年11月出台了中国5G中频频率规划方案。另外,在推进组框架下,国内外企业共同参与了5G技术研发试验和产品研发试验,并于2018年年底基本完成了5G技术研发试验的3个阶段测试验证工作,包括关键技术、技术方案以及系统组网等,目前5G系统设备已具备商用条件,终端产品也日益丰富。
为了推动我国5G产业规模快速增长,当前业界正在开展5G商用试验,探索融合应用,为5G规模商用打下技术和产业基础。中国移动、中国联通和中国电信分别在多个城市进行5G规模商用试点,2018年9月,北京正式对外开放国内第一个5G自动驾驶示范区;11月21日,重庆首个5G连续覆盖试验区建设完成,5G远程驾驶、5G无人机、虚拟现实等多项5G应用同时亮相。
2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,标志着我国正式进入5G商用元年。
5G标准进展
5G国际标准主要由ITU和3GPP研究制定,ITU定义了IMT-2020八大关键技术指标,其中峰值速率、移动性、时延和频谱效率是传统的移动宽带关键技术指标,另外针对5G新增了4个关键指标,分别是用户体验速率、连接数密度、流量密度和能效;3GPP通过制定R15和R16两个版本的标准来满足ITU IMT-2020全部需求,其中R15为5G第一版本,聚焦增强移动宽带业务和基本的低时延高可靠业务,R16为5G增强版本,将支持物联网等垂直行业新业务。
2018年6月,3GPP发布了5G R15标准,基于5G NR和服务化架构的5G核心网支持网络切片、边缘计算、网络能力开放等新技术、新特征;2018年12月,3GPP发布了完整的R15标准,支持更多组网架构,支持4G基站接入5G核心网,以快速提供网络切片、边缘计算等业务能力。
按照3GPP整体规划,3GPP将于2019年年底发布5G R16标准,5G R16标准在增强移动宽带业务能力和基础网络架构能力的同时,重点提升对垂直行业应用的支持,包括多天线增强、载波聚合与大带宽增强、终端节能、定位增强、移动性增强、服务化架构增强、智能化运营、切片增强、5G车联网、低时延高可靠(uRLLC)增强、工业物联网增强、切片安全、5G CIoT(蜂窝物联网)安全、uRLLC安全等内容。
我国高度重视5G标准制定工作,国际方面,基于ITU和3GPP框架,在5G R15的基础上,积极开展5G后续国际标准研制,引导5G国际标准创新,主推灵活系统设计、大规模天线、服务化架构等重点技术方向研究,推动形成全球统一5G国际标准,并进一步加强创新技术研究,推动5G增强技术的标准化;国内方面,结合我国市场需求,加快研制国内5G行业标准和国家标准。
5G未来发展趋势
可以预见,5G技术带来的机遇和挑战将远超3G和4G,将给汽车、工业制造、医疗、物联网等各行各业带来巨大的经济效益。目前,5G正处于商用部署初期,增强移动宽带类的生活娱乐应用会最先得到普及,如高清视频、沉浸式内容、增强/虚拟现实、可穿戴设备、在线游戏等。不久的将来,将会渗透到各行各业,比如,无人驾驶、无人机、远程医疗、智能机器人、智慧城市等。5G的生命力在于万物互联的创新应用。目前来看,在应用方面未知远大于已知,随着5G商用网络的部署,将有更多超乎想象的潜在可能性有待挖掘。
未来,我国将调动产学研用多方力量形成合力,共同推进5G网络商用部署和业务应用推陈出新;加快5G网络建设,持续推动5G技术标准化工作,不断完善5G相关标准;进一步加强5G与云计算、大数据、人工智能等技术的融合创新,全面深化5G国际共识,推动国际合作;推动5G与垂直行业深度融合,探索新需求、新技术、新模式,构建开放共赢的5G全球产业生态。
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