科普:从高通5G最新进展说起,揭秘5G背后的连接技术

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 4G正热,5G先行,目前整个通信行业正处于5G标准化的初级阶段,预计在2018年确定5G技术形式及规格,2020年正式商用。在今年MWC上海世界移动大会期间,高通举办了先进连接技术沟通会,Qualcomm高级副总裁兼大中华区首席运营官罗杰夫透露,高通早已经开始研发5G技术。热衷于研发的高通,目前全球累计投入已达400亿美元。

高通研发高级副总裁Durga Malladi与高通研发副总裁范明熙随后接受CNET采访时,详细解读了高通的5G连接技术。
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从左至右:Qualcomm研发副总裁范明熙,Qualcomm研发高级副总裁Durga Malladi

高通5G进展:面向未来10年的5G新空口,已经标准化

在MWC上海世界移动大会上,高通正式推出5G新空口(New Radio,NR)原型系统和试验平台,在6GHz以下频段上运行,通过此平台可以实现每秒数千兆比特数据速率和低时延的创新5G设计。

 科普:从高通5G最新进展说起,揭秘5G背后的连接技术

5G新空口原型系统包括基站和用户设备(UE),并充当试验平台以验证 5G新空口功能,支持超过100MHz的大射频带宽,可实现每秒数千兆比特的数据传输速率;它还支持全新的集成子帧设计,空口传输时延较当今4G LTE网络显著降低。

该原型系统所采用的设计正被用于推动3GPP进程以帮助移动运营商、基础设备商和其他行业参与者及时开展5G NR测试,并且支持未来5G NR商用网络启动。作为Release14的一部分,3GPP 5G NR研究项目已经展开,并将纳入至Release 15工作项目中。

罗杰夫表示,6 GHz以下的5G新空口试验平台是对已经公布的28 GHz毫米波的技术补充,后者能够利用先进波束成形和波束追踪技术,在非视距环境中保证高速连接和移动宽带通信的稳定。“6GHZ以下频段可以实现灵活部署以及支持全面网络覆盖和广泛用例,同时可以实现每秒数千兆比特的数据速率和低时延。”

什么是5G多模、多连接技术至关重要

高通的5G愿景是构建一个 “统一的连接架构”。 统一5G设计将支持所有的频谱类型和频段,也就是说,将授权频谱、共享授权频谱、非授权频谱全部使用起来。

从频谱从所占据的频谱空间的范围看,频谱将被分切成为三个频段:即1GHz以下的频段,拥有覆盖优势,为物联网所用;1GHz-6GHz针对增强移动宽带和关键业务服务的更宽带宽;6GHz以上用于短程连接和极致移动宽带。而毫米波则将是往高速连接和极致带宽发展的一个必然方向。

高通高级研发总监兼中国区研发中心负责人侯纪磊表示,根据频谱的频道,5G业务类型总体分为三种方式。第一种是增强型移动宽带,第二种是关键业务型服务,第三种是海量物联网。

其中,在增强型移动宽带方面,顾名思义,是非常强调“高速率”的解决方案。比如高清视频、以及虚拟现实等,这些通过连接的方式能够增强互联网体验的,都属于增强宽带的应用方式。谈到关键业务类型服务,其中一个非常重要的就是超低时延、高可靠性,自然而然,大家会想到工业互联网、工业机器人以及消费类机器人,这些都是关键业务型服务的重要体现。

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在5G标准化阶段,高通正在做的是,原生地将各种先进的无线技术和连接模式包含在统一的设计框架之上。比如说,5G设计将支持在小基站超密集部署的情况下以完全自配置的方式实现超高效率;5G也将支持用户终端在不同基站配置的情况下,通过空间协调的模式从多个基站之间同时获得益处;此外,5G还将包括毫米波、低时延及超可靠通信、针对不同终端的波束成型技术、大规模MIMO技术、端到端(D2D)通信等先进技术。最终,所有的先进无线技术都将在5G的统一设计框架下实现。

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目前,业界处于5G标准的启动初期阶段。大家自然会问到:5G的发展过程中,4G的演进和5G有什么关系?

高通认为,4G LTE是5G平台的重要组成部分。5G从现在的标准制定到最终的商用实现,大概会在2019年-2020年这两个时间点上。

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在商用之前,高通也看到LTE本身,从LTE Advanced,LTE Advanced Pro,以及将来的发展,也有非常强劲的演进路线。这里面体现在几个重要的方面。

第一个是对非授权频谱连接的应用,也就是高通所说的LAA或eLAA。

第二个方面叫做大规模的MIMO(Massive-MIMO),就是如何不光利用水平方向,而是把垂直方向的MIMO特性都更好地利用,使得MIMO的性能在通讯系统中实现更好的体验。

第三个方面是从低时延的角度,在一定程度上对一些关键性业务,在4G层面给予很好的满足。从车联网和对智能汽车的支持来看,高通也看到在蜂窝技术的角度有非常好的应用方向叫作V2X(车辆与万物)。车载LTE也是一个非常重要的演进部分。

但现在,高通在5G角度提出了新的概念:在4G和5G之间,多模、多连接技术对5G成功至关重要。

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多连接主要体现在两个非常重要的优势上:第一是,5G业务在初期建网时,可以跟4G共用同样的核心网络。这样对于5G初期的业务开展和服务提供,都能起到非常好的平滑过渡作用。第二是,如果能够实现4G和5G双连接的话,在速率、用户体验、覆盖增强等方面,也都会提供非常好的支持作用。

总而言之,5G新空口是一个更加强大、统一的空中接口。它表现在多样化的部署模式,包括宏基站、小基站,还有室内的部署系统;也有包括多元化的频谱、多元化的服务、多元化的终端等,但最终都是在统一的设计框架下得以实现的。

“5G实际上现在还处在 ‘标准化’ 的阶段。”Durga Malladi再次强调,高通打造5G新空口试验平台的一个理念是,希望能够用这个原型在整个标准化制定过程中产生一定影响,同时,这个平台也可以用作和全球运营商进行基于5G新空口相关标准测试的工作。