關(guān)鍵字：Massive MIMO技術(shù) 5G實(shí)驗室 虛擬服務(wù) 科學(xué)實(shí)驗模塊
定義3G和LTE標準的3GPPP將從12月啟動(dòng)5G標準制定工作，首先將為6GHz以上頻譜建模信道性能。許多公司已經(jīng)對于關(guān)鍵的性能指針有了初步的想法，例如采用新的空中接口標準。最終標準預計將在2018年定案。
業(yè)界將從2016年初開(kāi)始進(jìn)行現場(chǎng)測試，并為即將在韓國舉行的2018年冬奧會(huì )(2018 Olympics)逐步展開(kāi)部署——預計這將成為首次完整公開(kāi)展示5G網(wǎng)絡(luò )的先期標準版本。
諾基亞(Nokia Networks)無(wú)線(xiàn)系統研究總監Peter Merz表示，“我們將2015年視為5G從研究邁向標準化的轉型期，”該公司如今已經(jīng)發(fā)展出完善的5G空中接口概念了。
截至目前為止，有關(guān)5G網(wǎng)絡(luò )的展示一直局限于各自獨立的技術(shù)。但在明年二月的全球移動(dòng)通訊大會(huì )(MWC)上，預計供貨商將展示多種5G技術(shù)，不過(guò)目前這些技術(shù)有許多仍在實(shí)驗室階段。
5G預計將提供一連串的新功能，包括高達10Gbits/s或20Gbits/s的最大數據傳輸速率，特別是針對人口密集的都會(huì )區。它可以作業(yè)于30-300GHz的毫米波(mmWave)或厘米波(cmWave)頻率范圍，以及支持低至1毫秒或幾百微秒延遲的機器對機器(M2M)網(wǎng)絡(luò )，從而為工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)新功能。這種新功能特色還可支持各種不同的應用范圍，甚至包括軟件定義網(wǎng)絡(luò )(SDN)與網(wǎng)絡(luò )虛擬化。
Merz指出，正如5G規格的多樣化一樣，空中界面必須具備一定的靈活度，才能應用于廣泛的毫米波與厘米波頻率范圍。他認為，5G技術(shù)應該根據：
·利用非成對頻段的正交頻分多任務(wù)(OFDM)波形與接取方案；
·3-40GHz范圍的頻段；
·靈活的參數設定與動(dòng)態(tài)時(shí)移，打造彈性化上行/下行鏈路；
·在服務(wù)需要低延遲時(shí)，控制可快速傳輸信號至終端的信道。
Merz并補充說(shuō)：“它還必須具備向下兼容性，因為你并不希望被自已現在做的決定所限制。”
幾家主要的基地臺供貨商正著(zhù)眼于歐洲METIS計劃，開(kāi)始規劃有關(guān)空中接口的更多新想法。此外，有些營(yíng)運商也提出了自家的看法。
“例如大家都在思考的概念車(chē)設計，而且也知道這并不會(huì )是最后的結果，因為這只是一個(gè)以促進(jìn)5G為導向的發(fā)展過(guò)程......魔鬼就藏在細節里，”Merz說(shuō)。
5G應用的頻段分布與接取技術(shù)。
關(guān)鍵技術(shù)Massive MIMO瞄準5G、LTE與Wi-Fi
5G標準預計也將采用‘大規模多輸入多輸出’(Massive MIMO)技術(shù)，在盡可能降低干擾的同時(shí)大幅提高流量密度。該技術(shù)采用數十到數百個(gè)微型天線(xiàn)，用于建立并操縱信號波束。
“至于如何利用芯片級設計控制所有的天線(xiàn)以及部署收發(fā)器，還必須進(jìn)行大量的研究，”Merz說(shuō)。
工程師們已經(jīng)為L(cháng)TE網(wǎng)絡(luò )著(zhù)手研究一種利用8-16根天線(xiàn)的MIMO版本，為需要使用多達250根天線(xiàn)的5G網(wǎng)絡(luò )鋪路。他補充說(shuō)：“我們已經(jīng)與Mitsubishi攜手打造3.5GHz原型，同時(shí)也與NTT Docomo合作展開(kāi)波束控制的研究。”
先進(jìn)的Wi-Fi同時(shí)也是5G服務(wù)套件的一部份，“目前已有幾項利用Massive MIMO的計劃正在進(jìn)行中，”英特爾(Intel)毫米波計劃資深總監Ali Sadri表示。
“其中一項是WiGig的延伸——著(zhù)眼于‘多用戶(hù)MIMO’(MU-MIMO)的IEEE 802.11ay。”Sadri說(shuō)，“我們一直致力于為短距離接取以及回程/去程網(wǎng)絡(luò )打造128個(gè)元素以上的大型數組 ……透過(guò)60GHz頻帶的非直視傳輸(NOL)，以1 Gbits/s的傳輸速率實(shí)現長(cháng)達400公尺的距離。”
許多5G的功能將從現正不斷完善中的LTE網(wǎng)絡(luò )發(fā)展而來(lái)。例如，LTE正從MIMO的研發(fā)中取得更高的峰值速率。Nokia以及其他業(yè)界廠(chǎng)商均同意，2020年以后的通訊將結合一系列現有技術(shù)與發(fā)展中系統，包括LTE-A與Wi-F，以及專(zhuān)為滿(mǎn)足新功能要求而開(kāi)發(fā)的新技術(shù)，例如支持互聯(lián)網(wǎng)、機器與虛擬現實(shí)(VR)的虛擬零延遲等。
現有的移動(dòng)技術(shù)無(wú)法達到2020年以后市場(chǎng)所要求的功能，需要后續的更多研究才能打造高性能的5G環(huán)境。（來(lái)源：Nokia Networks）
未來(lái)的LTE版本將支持新的鄰近服務(wù)(proximity service)，并作為5G規劃低延遲特性的前導。此外，目前正與韓國電信(Korea Telecom)合作進(jìn)行場(chǎng)測的Merz表示，針對所謂機器類(lèi)通訊的低成本LTE版本也進(jìn)展良好，該功能還將成為2017年初商用化LTE Release 13h的一部份。
更重要的是，諾基亞已經(jīng)與德國慕尼黑的廣播企業(yè)合作，針對使用LTE提供地面電視信號進(jìn)行測試。Merz說(shuō)：“有許多很酷的事情正在醞釀中。”
5G虛擬服務(wù)平臺，開(kāi)放共享網(wǎng)絡(luò )硬件
研究人員們并致力于讓5G網(wǎng)絡(luò )更易于管理，能夠更靈活地作為一種讓電信運營(yíng)商與第三方部署新服務(wù)的平臺。例如，目前歐洲5GPPP的一項新計劃目標就在于打造這種基于SDN與開(kāi)放API的功能。
大約有45名工程師在日前召開(kāi)了‘5G新型無(wú)線(xiàn)多服務(wù)自適應網(wǎng)絡(luò )架構’(5G NORMA)小組的第一次會(huì )議。5G NORMA計劃負責人Simone Redana表示，他們的目標是在未來(lái)的30個(gè)月內提出一項結合原型與展示的端至端網(wǎng)絡(luò )架構。
Redana指出，“我們需要一個(gè)靈活且能因應不同服務(wù)需求的5G網(wǎng)絡(luò )架構，涵蓋從寬帶接取到低延遲機器控制等范圍。”Redana同時(shí)也是諾基亞在慕尼黑的無(wú)線(xiàn)研究實(shí)驗室負責人。
NORMA的計劃目標還包括為5G定義SDN控制器。同時(shí)，該計劃也將為‘多租戶(hù)’(multi-tenancy)技術(shù)鋪路，讓多家電信運營(yíng)商以及第三方都能透過(guò)虛擬化接取共享一系列的網(wǎng)絡(luò )硬件。該計劃將采取一種基于部份云端運算服務(wù)(利用開(kāi)放API)的做法。
“無(wú)線(xiàn)電以及硬件和軟件都將因應空中下載(over-the-top；OTT)應用的需要，為用戶(hù)提供服務(wù)。”Redana指出，“盡管還必須進(jìn)一步提高服務(wù)質(zhì)量，但已經(jīng)有一些電信運營(yíng)商從這項網(wǎng)絡(luò )服務(wù)中看到了機會(huì )，而其他的電信運營(yíng)商仍相對較保守。”
5G NORMA小組將從不同的層面提供架構概念、展示與原型。預計在未來(lái)的12-18個(gè)月內就會(huì )提出首項提案，不過(guò)，該計劃還只是目前在5GPPP積極進(jìn)行的十多項計劃之一。5GPPP是歐盟(EC)于2013年12月成立的5G技術(shù)重點(diǎn)組織，目標在于推動(dòng)歐洲的5G研究與全球合作，從而促進(jìn)歐洲在2020年的5G目標與未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信基礎設施。歐盟并已為其投入7年18億美元的資金。
NORMA將從歐盟以及多家贊助單位獲得8百萬(wàn)歐元的支持，目前約有30名工程師全職投入這項計劃。贊助單位包括Alcatel-Lucent、NEC與諾基亞等OEM、荷蘭電信(Deutsche Telekom)、Orange與西班牙電信(Telefonica)等電信運營(yíng)商，以及來(lái)自德國、西班牙與英國的大學(xué)等。
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