cookieOptions = {...}; .5G 大戰 美日中歐如何搶佔頻譜資源? - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2016年8月8日 星期一

 來源:of week


日前,FCC投票通過了5G毫米波頻段的頻譜分配。世界各地都想最先部署5G,因此這個決定將在世界各地形成連鎖反應。然而,5G標準尚未出來,各大公司對5G頻譜分配仍有巨大分歧。




在美國聯邦通信委員會(FCC)一致投票通過,在毫米波頻段為5G分配近11 MHz頻譜之後,一批美國政府機構和企業承諾,將投資研究5G蜂窩網路。

支持者聲稱這個行動,將會使美國在全球競賽中處於領先,並將在1GHz以下到60GHz以上頻率,提供廣泛的下一代蜂窩服務。然而,中國、歐洲、韓國和日本等國家和地區,幾年前就創辦了協會來開展5G工作。

美國參與該項計劃的公司專家對此表示稱讚,並對全球5G頻譜和研究工作的協調持樂觀態度。

這個計劃基於美國國家科學基金會的一個名為「先進無線研究計劃(AWRI)」的新項目。AWRI旨在建立四個大型5G測試平台,企業、政府和學術研究人員可以據此,研究下一代蜂窩技術和服務。




這些測試平台將由AWRI下的「先進無線研究方案平台(PAWR)」協會創建。該協會工作目標涉及許多5G技術,包括:利用小蜂窩在幾個城市街區,實現高達100Gb/s數據率的毫米波;6GHz以下頻段的動態頻譜使用;帶無線邊緣的有線數據網路架構;大規模行動網路的架構和管理技術;通過遠程無線網狀網使用空白信號頻段傳輸Gb/s鏈路的技術;測量和監控無線網路性能、安全性和可靠性的新方法;未來蜂窩應用和服務。

美國國家標準技術研究所(NIST)在6月開始了一項計劃,以瞭解無線研究當中的分歧。下一代通信路線圖希望於10月提交一份涵蓋波形、天線、協議、安全、頻譜和架構等領域在內的綜合文件。NIST還創建了一個5G毫米波信道模型聯盟。

高通和英特爾的專家指出,在全球範圍內將5G服務,劃分到1GHz以下至60GHz以上的低、中、高頻段,已經形成共識。他們還樂觀地表示,監管機構將會為5G選定比LTE更少的頻段——目前的4G網路在全球總共有40多個頻段。

但是目前各公司就5G頻譜分配仍有巨大分歧。

在毫米波頻段,FCC一致投票決定為5G保留28GHz、37GHz、39GHz以及64GHz到71GHz的新未授權頻段。在1GHz以下頻段,美國預計將會使用600MHz空白電視信號頻段。主流5G服務預計將使用3.5GHz頻段。

在歐洲,無線電頻譜政策組已經發佈徵求意見,將3.4至3.8GHz和700MHz用作5G頻段。此外,據說歐洲已為5G預留了32GHz頻段。在中波段,中國預計將使用3.3GHz,而日本可能使用4.4到4.9GHz。


英特爾通信政策執行董事兼副總法律顧問Peter Pitsch表示,5G頻譜不太可能比LTE頻譜更加分散。考慮到高頻段設備開發的複雜性,最開始的部署可能會集中在少數頻率範圍。

不同的5G服務可能會合併到特定頻段。「例如,某些窄頻物聯網(NB IoT)應用可能會限制到1GHz頻率以下。ITU-R目前正在為5G研究各種頻率範圍,在2019年世界無線電通信大會可能做出決定。」他表示。

美國聯邦通信委員會在對頻段做出一致表決的同一天,發佈了一份278頁的有關毫米波計劃的詳細文件,高通Brenner表示。 

  
他認為,FCC的決定將在世界各地形成連鎖反應——每個人都想最先擁有5G,因此世界各地都想最先部署5G。「頻段全球統一將能實現最大的規模經濟,但這在我們的生活中卻不切實際。」他補充說。

LTE使用5MHz信道,這導致了許多的排列組合,每個國家都有不同的頻譜劃分。

這也可能在一定程度上在5G的中頻段發生。然而,在毫米波頻率,5G服務將採用寬頻段。儘管一些國家可能不會使用美國的28GHz頻段,5G的一致性也會比LTE高。

5G漸近:蜂窩物聯網先行一步
高通前不久在上海移動通信世界大會中國移動展台上展示了5G基站和終端原型。這個系統基於FPGA和DSP設計,用於測試2018年後可能出現的3GPP新標準。

在3GPP確定了針對物聯網的LTE超低功耗版本標準後,這個消息就馬上出來了。隨著物聯網新規範的出台,3GPP將提供更多支持,加快專注行動寬頻應用的第一階段5G標準的發佈。這有可能為後續(2020年左右)第二階段規避掉5G物聯網規範等問題。

高通透露其5G新空口(New Radio,NR)原型將會支持兩個關鍵特性:寬於100MHz支持3Gb/s以上數據速率的信道頻寬,以及延遲低至1ms的整合子幀。

這個系統的工作頻寬為3至5GHz。該公司早前公佈了一個單獨的28GHz原型系統,用於試水日後28至60GHz或以上的5G系統。

3GPP自四月以來就開始聽取5G空口的提議,並計劃在明年年初篩選出可取方法。LTE當中寬於20MHz鏈接的信道,將很可能包含在最終的5G規範中。這些信道將與天線陣列和高階調制方案相結合,提供更快的數據速率。

為了降低延遲,5G也可能將上下行鏈路通信整合到統一的數據幀,從而應答信號將在接收到傳輸之後自動發送。這種方法可以將現在LTE的8ms延遲縮短到1ms延遲。延遲減小可以實現許多新的應用,包括網路切分或讓一個鏈路在多個共享應用之間快速切換。

3GPP正在通過加寬信道和重新設計子幀,實現更高的數據速率,來提供更多的支持以啓動5G工作,高通研究部門負責5G的資深工程總監John Smee透露。其他可能在早期被定義的相關內容,包括大規模MIMO天線的細節,以及更高效的6GHz以下和20GHz以上頻段的信道編碼方案和支持。 
 
  
涉及關鍵任務和物聯網服務的詳細訊息,可能會推到5G標準的第二階段。高通認為5G將為不同類型的無線服務,提供多種傳輸時間間隔支持。

3G和4G是為了直接為相同市場提供更高效的服務,而5G的目標是實現新的商業模式、產品種類和尺寸,如VR頭盔。高通正努力創造一個靈活的標準來適應不同的場景。

並不是只有高通在研發專注於行動寬頻未來的早期5G原型。日前,愛立信也宣佈了從五個方面將營運商系統升級到5G類服務的軟體插件計劃,包括大規模和多用戶MIMO天線陣列、減少延遲、無線接入網虛擬化和智慧路由。明年將會有產品推出。


愛立信4G/5G產品組合戰略經理Antti Keintola表示,愛立信已經有了一個5G無線測試平台,並在日本、韓國、瑞典和美國部署了無線電原型進行現場試驗,在某些案例中實現了超過25Gb/s的峰值下行鏈路吞吐量。

  
該降延遲軟體,可以在現有的蜂窩網路上,將20到80ms典型延遲減半。

營運商和晶片和系統提供商一樣,都熱衷於獲得5G的優勢。韓國和日本電信營運商已經宣佈計劃在2018到2020年的重要活動中進行試驗,儘管到那時標準,可能還不夠完善或者剛剛出來。

雖然5G標準兩年後可能還不會出來,3GPP日前已完成了其4G物聯網標準的制訂,特別是Category NB1,其原名為Cat M2。該規範訂立的目標是在200MHz信道上實現200kb/s的最大數據速率,但平均速率可能為40kb/s左右。

與現在的10Mb/s Cat 1和明年的1Mb/s Cat M1(eMTC)不同,Cat NB1將不支持語音或行動功能。該蜂窩規範旨在和Sigfox和LORA等超低功耗、低成本的標準相競爭。

Sequans和高通等供應商表示,它們將通過對Cat 1或Cat M的現有晶片升級固件來支持該規範。新規範對營運商來說意味著需要新硬體,因此該規範預計到2018年年初都不會出來。

一旦晶片製造商看到有市場需求,它們就會提供針對低成本和功耗的Cat NB1優化的晶片組。

Cat NB1可以和2G或4G頻譜一起使用。3GPP以前也將擴展覆蓋GSM(EC-GSM-IoT)批准為3G網路的物聯網可選方案。

多樣化的規範為服務提供商提供了多種選擇。世界各地的營運商採用了各種2G、3G和4G計劃用於蜂窩IoT。  

  3GPP簡要說明瞭三種新物聯網蜂窩規格的差異
  
5G測試:測試測量廠商側重點在哪裡?
5G蜂窩通信將是新產品開發的驅動力。然而,5G部署尚未有標準,沒有人知道最後的規格如何。相關共識表明5G將會採用大規模MIMO(多入多出)天線(每個基站可能有幾十或幾百個天線),每個天線都有自己的頻譜和調制方案。

從IEEE微波周上的演講稿和展覽中,很容易產生這種印象。數據通信信道變密是一個共同主題:如果不能在毫米波頻段的頻譜上,找到的信道頻寬,那就在較低的頻率上考慮載波聚合。例如,WiFi和LTE將有可能在同一個塔上「並存」。

正交頻分復用(OFDM),是一種將更多數據信道,放在給定頻率範圍內的方法,是德科技網路基礎設施解決方案組副總裁兼總經理Mark Pierpont表示。OFDM是一種調制技術,它可以在分配頻寬內利用多個載波,並能實現10Gb/s數據。每個載波利用一種可用數位調制技術,例如BPSK或QPSK,或256QAM或1024QAM。

儀器製造商們的重點已經轉向軟體開發。「不再有更多箱子。」Pierpont指出。

是德科技把重點放在軟體上,是為了讓設計人員更容易探索新的領域。其目標是設計測試和測量儀器來幫助工程師分析射頻問題,例如噪聲和傳播延遲。

其他測試和測量設備廠商注意到,瞭解決更高頻率和頻寬的需求。NI LabVIEW工具現在已能進行5G建模。其設備將能表徵工作在70 GHz E頻段的設備,以及使用60GHz 802.11的設備。

安立和羅得與施瓦茨這兩家公司在IMS上都展示了高頻矢量網路分析儀。安立的Shockline VNA可以監測55至92GHz的E頻段RF性能。羅德與施瓦茨強調的是802.11建模進展。另外,採用72至75GHz頻段的汽車雷達極具挑戰,羅德與施瓦茨公司部門市場經理Faride Akretch表示。

                                                                                                                                                                                                                            


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