技術(shù)
導(dǎo)讀:2018 年 6 月 14 日,3GPP 正式批準(zhǔn)第五代移動(dòng)通信(5G)獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié),這意味著 5G 完成了第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作。本次確定的 R15 標(biāo)準(zhǔn)是第一階段全功能版本,包括非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)和獨(dú)立組網(wǎng)(SA)兩種,非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已于 2017 年 12 月完成,2018 年 3 月凍結(jié)。而此次獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)標(biāo)志著 5G 第一版商用標(biāo)準(zhǔn) R15 整體完成。
2018 年 5 月 21 日至 25 日,國(guó)際移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP 工作組在韓國(guó)釜山召開了 5G 第一階段標(biāo)準(zhǔn)制定的最后一場(chǎng)會(huì)議,會(huì)議確定了 3GPP R15 標(biāo)準(zhǔn)的全部?jī)?nèi)容。
2018 年 6 月 14 日,3GPP 正式批準(zhǔn)第五代移動(dòng)通信(5G)獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié),這意味著 5G 完成了第一階段全功能標(biāo)準(zhǔn)化工作。
本次確定的 R15 標(biāo)準(zhǔn)是第一階段全功能版本,包括非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)和獨(dú)立組網(wǎng)(SA)兩種,非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已于 2017 年 12 月完成,2018 年 3 月凍結(jié)。而此次獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié)標(biāo)志著 5G 第一版商用標(biāo)準(zhǔn) R15 整體完成。
什么是 5G 第一階段標(biāo)準(zhǔn)? 離最終標(biāo)準(zhǔn)還有多久?
根據(jù) 3GPP 早先公布的 5G 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定過程,5G 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)分兩個(gè)階段完成:
第一階段啟動(dòng) R15 為 5G 標(biāo)準(zhǔn),2018 年 6 月完成,該階段完成獨(dú)立組網(wǎng)的 5G 標(biāo)準(zhǔn)(SA),支持增強(qiáng)移動(dòng)寬帶和低時(shí)延高可靠物聯(lián)網(wǎng),完成網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議。這也就是我們所說的第一階段標(biāo)準(zhǔn)或者第一版標(biāo)準(zhǔn)。
而第二階段啟動(dòng) R16 為 5G 標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì) 2019 年 12 月完成,該階段將完成滿足 ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)全部要求的完整的 5G 標(biāo)準(zhǔn)。
目前 3GPP 正在討論 R16 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,R16 可以看作 5G 最終版本標(biāo)準(zhǔn),等到它完成并凍結(jié)之后,5G 才將實(shí)現(xiàn)全面商用,預(yù)計(jì)時(shí)間是 2020 年 3 月,那個(gè)時(shí)候形成的 5G 標(biāo)準(zhǔn)才是完整的 5G 標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)于上面提到的 R15 和 R16 兩個(gè)版本,其中 R15 重點(diǎn)滿足增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)和低時(shí)延高可靠(URLLC)應(yīng)用需求,該階段又分為兩個(gè)子階段,第一個(gè)子階段 5G NR(New Radio)非獨(dú)立組網(wǎng)特性已于 2017 年 12 月完成,2018 年 3 月份凍結(jié);第二個(gè)子階段 5G NR 獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)于 2018 年 6 月完成,9 月凍結(jié)。
5G NR 獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定,意味著 5G 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的部署標(biāo)準(zhǔn)已趨向完善,這將引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)界實(shí)現(xiàn) 5G 通信商業(yè)化,并作為核心基礎(chǔ)設(shè)施為未來第四次產(chǎn)業(yè)革命服務(wù)。R15 作為 5G 第一階段國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),能實(shí)現(xiàn)所有 5G 的新特征,有利于發(fā)揮 5G 的全部能力,是能夠真正面向商用的 5G 標(biāo)準(zhǔn),與 5G 最終版 R16標(biāo)準(zhǔn)有一定協(xié)同性。
3GPP 是如何制定 5G 標(biāo)準(zhǔn)的?
3GPP 是目前正在開發(fā) 5G 通訊標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的組織,它的規(guī)范全名叫做國(guó)際通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃),有超過 550 家公司作為會(huì)員公司參與。它由 16 個(gè)工作組組成,負(fù)責(zé)制定終端、基站和系統(tǒng)端到端技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。從命名上可以看出,該組織成立于 3G 時(shí)代,1998 年,多個(gè)電信標(biāo)準(zhǔn)組織伙伴簽署了《第三代伙伴計(jì)劃協(xié)議》,并制定了 3G 時(shí)代全球適用技術(shù)規(guī)范和技術(shù)報(bào)告。此后,3GPP 一直延續(xù)到 4G 時(shí)代,再到 5G 時(shí)代。
3GPP 的話語權(quán)是根據(jù)企業(yè)歷史對(duì)組織的貢獻(xiàn)確定的,幾大設(shè)備商、高通、英特爾等話語權(quán)較大,他們會(huì)擔(dān)任小組的主席、副主席等職務(wù)。目前,大的通信設(shè)備商還包括華為、中興、諾基亞、愛立信等。
中國(guó)無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組于 1999 年加入 3GPP,隨后,隨著中國(guó)廠商和運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展,中國(guó)在其中的地位越來越重要。資料顯示,中國(guó)目前有幾十家企業(yè)或機(jī)構(gòu)成為了 3GP P的伙伴,包括設(shè)備商華為、中興、大唐、普天、信威,芯片制造商海思、展訊等,手機(jī)廠商 VIVO、OPPO、努比亞、酷派、小米,運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信,以及中國(guó)信通院等。
3GPP 的工作方式是以達(dá)成共識(shí)為目的。一個(gè)提案能否通過,要求不在于有多少公司贊同,僅在于沒有任何公司反對(duì)。因此反對(duì)票至關(guān)重要,基于各廠商的專利儲(chǔ)備和利益考量,每個(gè)提案最初都有很多公司反對(duì),提案很少可以原封不動(dòng)地通過,因此,需要把很多提案留到下一次會(huì)議中繼續(xù)討論。也需要不斷否定、修正一些提案,以達(dá)到話語權(quán)較大的企業(yè)最終一致通過的結(jié)果。
作為推動(dòng) 5G 標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu),3GPP 的成員大部分由專業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)組成,全球企業(yè)都可申請(qǐng)加入,它所推動(dòng)的是行業(yè)和企業(yè)、專家反復(fù)深入討論基礎(chǔ)上達(dá)成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。5G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由 3GPP 確定之后,還會(huì)經(jīng)過 ITU 國(guó)際電信聯(lián)盟認(rèn)定。ITU 的通過,某種程度上相當(dāng)于“蓋章”認(rèn)定,代表一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的方案被承認(rèn)為最后的官方結(jié)果,也意味著這一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的正式確定。
中國(guó)在 5G 時(shí)代的崛起
5G 標(biāo)準(zhǔn)的較量在于信道編碼之爭(zhēng),此前有 Turbo 碼、LDPC 碼和 Polar 碼三種編碼方案納入討論,其中美國(guó)運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)主推的 LDPC 碼戰(zhàn)勝了另外兩個(gè)方案,被采納為 5G eMBB 場(chǎng)景的數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)信道編碼。
隨后華為等中國(guó)通信企業(yè)主推的 Polar 碼在 5G 核心標(biāo)準(zhǔn)上扳回一局,成為 5G eMBB 場(chǎng)景的控制信道編碼方案,這一決議在 2016 年 11 月份的 3GPP 會(huì)議上通過,也引發(fā)了眾多叫好聲。國(guó)內(nèi)甚至有媒體稱:“華為拿下了 5G!”其實(shí)這其中并沒有誰拿下了誰,而 Polar 碼也不是華為家的,華為只是主要研究 Polar 碼并處在領(lǐng)先地位,擁有較多專利,可以更快地在此基礎(chǔ)上推出商用產(chǎn)品,布局 5G 設(shè)施。
eMBB 場(chǎng)景也只不過是 5G 應(yīng)用的其中一個(gè)場(chǎng)景。3GPP 定義的 5G 三大場(chǎng)景包括:eMBB、mMTC 和 URLLC。eMBB 對(duì)應(yīng)的是 3D/超高清視頻等大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù),mMTC 對(duì)應(yīng)的是大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),而 URLLC 對(duì)應(yīng)的是如無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等需要低時(shí)延高可靠連接的業(yè)務(wù)。
在 5G eMBB 場(chǎng)景上,Polar 成為信令信道編碼方案,LDPC 成為數(shù)據(jù)信道編碼方案,大家平分秋色,嚴(yán)格來講沒有誰是主導(dǎo)的說法。
但是,Polar 碼的勝出,打破了歐美特別是美國(guó)企業(yè)在通信技術(shù)上的壟斷,體現(xiàn)了中國(guó)通信在國(guó)際上被認(rèn)可,地位得到提升,和當(dāng)年 3G、4G 時(shí)代相比已經(jīng)大為不同。在 3G、4G 時(shí)代,中國(guó)雖然主導(dǎo)了 TD-SCDMA 和 TD-LTE 標(biāo)準(zhǔn),但實(shí)際并沒有多少話語權(quán),Polar 成為控制信道編碼是中國(guó)在信道編碼領(lǐng)域首次突破,也為中國(guó)在 5G 標(biāo)準(zhǔn)中爭(zhēng)取較以往更多的話語權(quán)奠定了基礎(chǔ)。
整體而言,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為包括美國(guó)、中國(guó)和歐盟在內(nèi),目前都是推動(dòng) 5G 以及 5G 標(biāo)準(zhǔn)的重要力量。在 5G 推動(dòng)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的確立過程中,中國(guó)已經(jīng)成為重要角色之一。
而從未來的 5G 構(gòu)架速度、普及速度以及整個(gè)市場(chǎng)發(fā)展能力來看,中國(guó)企業(yè)無疑可以并且已經(jīng)走在了世界前頭,目前 eMBB 場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的 3D/超高清視頻已經(jīng)進(jìn)入運(yùn)營(yíng)商與通信企業(yè)的服務(wù)項(xiàng)目,5G 商業(yè)試點(diǎn)也已經(jīng)在一線城市陸續(xù)啟動(dòng),5G 對(duì)于中國(guó)和中國(guó)企業(yè)是一次重大機(jī)遇,等我們每一個(gè)人都用上 5G 的時(shí)候,可能才是真正看出水平的時(shí)候。