中国电信杨峰义:技术和应用两条腿走路 积极推动高频产业发展

作者:程琳琳 责任编辑:王德清 2017.11.17 19:21 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)在近日由未来移动通信论坛主办的“2017未来信息通信技术国际研讨会”上,中国电信创新中心副主任杨峰义介绍了中国电信在高频毫米波技术方面的观点与测试进展。杨峰义表示高频段特性与低频段存在较大差异,因此技术要求也不同,产业链还需从技术研究和推广应用两方面推动5G高频通信技术发展和进行产业生态布局。

高频性能差异导致难度增加

众所周知,高频信号在信道特性和网络部署方面有多方面的差异,具体区别有以下几个方面。

一是由于高频波长短,高频段可以使用比低频段更多的天线,终端测可以部署多天线;二是高频段模拟波束成形可能是最佳的。低频段信道矩阵与收发天线数相关,而高频段信道矩阵与天线数无关,取决于收发通路间的散射体数量和多径数量,可以表示为信道矩阵的奇异值分解,因此模拟波束成形成了最优解;三是高频段信道秩不会随着天线数增加而增加;四是高频段信道估计更简单,导频污染相对较轻;五是高频段天线分集/选择对性能的改善效果不明显。

基于高频段的上述优势,高频的技术要求也与低频有很大不同。

一是5G高频段以模拟波束成形为主,需要采用窄波束成形技术、波束管理与跟踪、数模波束成形技术、毫米波天线技术等。二是5G高频段还需要有特殊的实现技术,如大带宽技术、相噪补偿技术,高带宽的DAC/ADC,高频段收发信级与前端的高效率,一体化的射频收发信机与射频前端、天线单元等。三是设备性能指标测试不同,需要采用OTA测试的相关指标。

技术和应用两条腿走路

由于高频段的特殊性能和技术要求,因此目前高频尤其是毫米波在技术方面还存在很多不成熟的方面,设备与终端产品还未能满足5G高频通信的商用部署要求,目前5G高频通信产品属于阶段性的预研性质或试验性质的机型,因此产业在毫米波芯片及相关的器件的生产、上下游产品的成熟度、降低成本等方面需要进一步的提升。

关于产业在高频方面的努力方向,杨峰义表示,对于5G高频通信技术和产业生态布局,重点环节包括技术研究和推广应用两方面。

在技术研究方面,希望产业链各方继续努力。5G新引入带宽更大的高频段,这对技术标准、处理能力、高频器件、测试仪表等环节提出了更高的要求;目前相关高频射频器件的性能较低、产业规模不足、成本较高,是需要主要解决的问题;希望通过各界努力,形成自主可控的产业链,形成在高频领域的低成本、高性能和可规模商用的产业能力。

在推广应用方面,需要在频率资源审批和站址资源协调方面提供支持。未来5G高频段网络的部署需要更高的带宽和更密集的基站部署;必须突破传统建网路线,形成新的发展模式。

中国电信积极推动高频技术和标准发展

在具体推动高频产业发展方面,中国电信正在积极推动相关技术研究和标准进展,希望早日实现高频技术的成熟。

在技术研究方面,中国电信密切跟踪高频段的业界进展,与国内制造商、大学一起积极参加863、专项三高频相关的技术、设备研究与实验系统开发工作。在试验方面,中国电信参加了工信部组织的IMT-2020测试中高频段的覆盖和容量的测试工作,主要联合华为、中兴、大唐、爱立信等厂商,并使用26G/28GHz频段,试验主要涵盖了高频室外覆盖、室内覆盖两大场景,初步了解了毫米波的传播特性。

在标准推进方面,中国电信积极推动国内标准和国际标准的成形。在国内标准方面,中国电信作为IMT-2020高频技术组副组长单位,为IMT-2020高频技术组累计输出18篇文稿,中国电信也是《IMT2020(5G)技术组高频段通信报告》编写的牵头单位之一,IMT-2020无线技术白皮书中高频段技术的编写主要承担单位。在国际标准方面,紧密跟踪3GPP等高频通信的国际标准进展,完成了高频信道模型的开发和校准,具备对高频系统的仿真评估能力。

由于高频还存在多方面挑战,但是我国也提出了2020年5G商用的目标,在商用方面,高频还有哪些商用解决方案,杨峰义提出了自己的看法。

在技术研究方面,杨峰义表示,目前国内IMT-2020对5G高频研究主要集中在eMBB场景,高频段接入网可以通过双连接技术,将控制面锚定在Sub-6GHz频段,保证用户连接的稳定性,与Sub-6GHz频段5G网络共用核心网。

另外还可以根据业务发展预测及无线专业对高频组网的部署策略,在站点及光纤光缆规划、前/中/回传承载网络容量及设备规格等方面进行相应前瞻考虑,具备未来5G高频部署时,通过扩容等方式提供所需光纤资源和前/中/回传承载的能力。

高低频混合组网加速商用进程

在高频商用相关技术和产业因素方面,杨峰义认为,高波频段的传播特性较差,毫米波的覆盖能力远低于传统分米波频段,不适合用于初期的基础5G网络建设。在其他条件相同的情况下,28GHz比3.5GHz路径损耗大18dB(参考3GPP TR38.901的建议,以典型的UMA(密集城区宏基站,Urban Macro Cell)场景为例)雨衰和大气吸收等对于高频的影响明显。

另外,5G高频段产业链发展上相对缓慢,一些关键的器件,存在技术风险,需要较长时间发展,目前还不具备规模部署条件。

Sub-6GHz频段仍有较宽的续频谱资源,能满足5G业务发展初期的需求。Sub-6GHz较高频段传播特性更好,产业链瓶颈较小,在5G网络初期建设能够更快速、更节约,覆盖更好,有利于5G网络和业务的发展与推广。

在目前5G高频段的主要应用场景是无线回传。对新建站点提供无线回传,替代有线回传。为用户提供无线宽带接入,如北美主流运营商AT&T,Verizon,Telus等均做了相关尝试。

未来随着手机产业链逐步成熟,室内外热点宽带业务(eMBB)也是高频的主要应用。办公室/住宅区(室内场景)、体育场/露天集会(室外场景)、商场/火车站等密集场景,医疗器械互联,IDC机房互联,工业互联网应用等均会成为高频技术的主要应用方面。

关于中国电信未来的5G规划,杨峰义表示,高频段商用将在5G发展的第二阶段。中国电信计划在2017-2018年开展5G实验室和外场测试,2019年开展试商用部署,2020年首先在Sub-6GHz频段实现规模商用。第二阶段将待高频产业进展具备条件后,再针对典型应用场景启用高频段。5G高频段应用可定位为无线回传以及室内外热点地区eMBB高容量应用。中国电信5G高频计划投入、部署范围以及商用规模将根据未来的市场需求、业务发展以及产业链成熟度具体确定。


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