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4G带来了移动互联网业务和应用的空前繁荣，极大地改变了人们的生活，5G时代希望能把这种繁荣带给各行各业，促进社会各行各业转型升级的同时，带动经济和社会的发展。在国家的统一组织和规划下，中国确立了2020年商用5G的目标。
回顾4G的发展，从标准的成熟到产业的成熟用了4~5年的时间，而5G的标准完成到商用的时间不足2年，中国移动如何迎接如此艰难的挑战？为寻找这个问题的答案并深度了解中国移动5G规划和试验进展，通信世界全媒体记者采访了中国移动研究院无线所总工刘光毅。
刘光毅表示，5G产业的推进必须以超常规的方式开展，才能实现2020年的成功商用。中国移动从技术标准的制定、产业推进，以及应用和业务孵化等方面并行推进5G的发展，缩短5G产业成熟的周期。在IMT-2020推进组的统筹组织下，中国移动积极承担5G技术研发试验工作。同时，发挥运营商的需求牵引作用，面向商用产品开发和商用部署，中国移动规划了3个阶段的5G试验以加速5G产品成熟。目前，已联合产业合作伙伴取得5G试验阶段性进展，有效促进了5G产业走向成熟。
5G试验总体规划
结合产业发展态势，中国移动以运营商需求为牵引，明确了面向商用产品研发的分阶段5G试验规划，全力加速5G产品的商用化进程。
第一阶段是5G关键技术可行性验证。基于4G网络基础设施，联合产业开展5G候选技术的可行性验证，包括大规模天线、用户为中心的网络、新型编码、新型调制等技术，并于2016年完成该阶段工作。结合该阶段的工作，中国移动已提前将5G的大规模天线技术应用于4G网络，可提升现网的容量和频谱利用效率2~3倍，并已开始在业务热点和高楼等场景开始规模部署。
第二阶段是5G系统概念验证。结合3GPP标准进展，联合产业链上下游，突破硬件平台和架构的产业瓶颈，推动实现5G基础设施的硬件能力具备。通过系统样机的实验室和外场测试，全面推动5G端到端产品的设计和优化，以及测试仪器仪表的成熟。实验室测试和外场试验、演示力争在2017年四季度完成。目前，已在2017年6月的MWCS期间，完成在上海和广州的5G组网能力和业务能力的演示。
第三阶段，2018-2019年将面向预商用产品和成熟的3GPP标准开展“规模试验及预商用试验”，确保在2020年实现5G有效商用。通过硬件平台的优化迭代、以及面向3GPP标准的软件迭代，推出预商用的5G产品，通过多厂商、多网络的互联互通，以及4G与5G的互通等试验测试，推进5G端到端的成熟，并力争在2019年下半年提供友好用户体验。
刘光毅对通信世界全媒体记者讲道，考虑到6GHz以下和6GHz以上频率的特点和能力，中国移动优先推进6GHz以下频段的产业成熟和商用，提供广域的覆盖，而毫米波频段主要应用于室内、热点、基站回传等应用场景，提供超高容量和超高速率的体验。所以毫米波的应用要等到5G发展具备一定规模，5G用户渗透率达到一定规模才有必要部署，预计商用时间晚2年左右。
5G试验进展
为实现中国的5G全面引领和2020年商用的重要战略目标，中国移动积极开展5G产业推进工作，加速5G产业走向成熟。“一方面，在IMT-2020推进组的统筹组织下，积极参与工信部组织的5G技术试验，包括样机规范、测试规范的制定，以及外场的测试。另一方面，以2020年商用部署为目标，作为5G技术试验的补充，并行开展面向5G商用的产品研发试验，通过发布5G技术规范和商用规划，给予产业以清晰的指引，引导产业上下游联合研发，突破端到端产品的硬件和架构瓶颈，缩短产品研发的周期。”刘光毅表示。
第一阶段关键技术验证结果
据了解，中国移动已在2016年率先完成第一阶段7个厂家11项5G关键技术样机测试，重点验证了大规模天线（Massive MIMO）、高频段毫米波、新波形、新型多址、新型编码（Polar）、全双工等5G关键技术的可行性，为5G关键技术遴选和标准推动奠定了坚实基础。关键技术验证的结果如下。
Massive MIMO：提升平均频谱效率2~3倍，小区下行频谱效率满足30bit/s/Hz需求。
高频段毫米波：高频样机在1GHz带宽下，峰值速率可达20Gbit/s+。
新波形：F-OFDM提高频率利用率实测超过8%。
新型多址：SCMA增加上行连接数近3倍，下行吞吐量相比LTE提升72%~88%。
新型编码（Polar Code）：Polar码相对Turbo码不同码长可获0.34~0.6dB编码增益，适合uRLLC和mMTC等业务的小数据包及控制信令的传输。
第二阶段系统概念验证进展
在Sub-6GHz测试进展方面，为促进5G产品架构和硬件平台及早成熟，中国移动在2017年2月巴塞罗那MWC大会期间发布了《3.5GHz 5G系统样机及测试技术指导建议书》，引导产业进行5G端到端样机的设计与优化，满足中国移动第二阶段试验测试的需求。在2017年6月的MWCS期间，中国移动联合华为和中兴在上海和广州完成5G系统样机外场测试的现场直播和业务体验，从实验室测试和外场测试结果来看，系统样机的硬件平台已经接近商用产品的规格要求，网络能力符合预期。
速率性能：100MHz带宽下，下行单用户峰值速率达2.3Gbit/s以上(是4G用户的6~10倍)，上行单用户峰值速率达388Mbit/s；高低频双连接系统（3.5GHz频段100MHz带宽、26GHz频段800MHz带宽），下行单用户峰值速率达18Gbit/s+；多用户小区吞吐量可达6Gbit/s以上（14用户、28流传输）；流量密度达30Mbit/s/平米，满足ITU技术指标需求。
时延指标：单向空口时延0.41~0.66ms，达到了ITU定义的单向空口时延<1ms的需求，好、中、差点的时延差异在7%以下。
大连接能力：在室外场景使用20部终端，采用新型多址及免调度方案，支持160+万连接/小区/MHz/分钟，连接数能力达到ITU定义的百万连接/平方公里的需求。
目前，中国移动已推动主要系统厂商开发出符合“5G系统样机及测试指导建议书”技术需求的样机平台，力争在2017年底前完成第二阶段系统概念验证测试。
在高频毫米波测试进展方面，中国移动联合主要设备厂家，包括中兴、爱立信、华为、大唐和诺基亚等合作伙伴，开展了5G高频段关键技术测试验证，初步验证了高频段的部署场景及覆盖能力、高频传播特性、峰值速率、关键技术特性等。
部署场景与覆盖：室外场景下，外场直射场景下覆盖范围可达400~600m。室内降功率部署，直射覆盖范围可达60m。室外覆盖室内场景下，基站距离建筑物较近时，可覆盖单个楼层15~20m深度。
高频传播特性：高频信号传播容易受到遮挡物体的影响，茂密树冠的遮挡将导致21～25dB额外损耗，车体损耗为14～20dB，人体遮挡损耗为17～18dB，水泥墙体的遮挡会导致40～60dB的遮挡损耗。
极高传输速率：室内场景基于800MHz带宽，单用4流户峰值速率接近14Gbit/s，2用户空间复用可达24.3Gbit/s；室外场景两用户峰值速率可达13.2～14.2Gbit/s。
关键技术特性：室外LOS场景下，高频可实现30~40km/h移动速度下的动态波束跟踪能力，相位噪声参考符号使得高阶调制可以在高频使用，部分样机实现了基于波束一致性的高频传输能力。
“基于当前的测试发现，单站覆盖场景由于浓密植被和建筑物的遮挡，会导致覆盖空洞，需要以多站部署的方式进行解决。后续将进一步研究基于密集组网、高低频协作等组网方案，并针对小区间干扰、多点协同等方案进行测试和验证。”刘光毅表示。
刘光毅最后表示，中国移动力争按照政府规划，在2020年实现5G网络商用部署。后续将依托国家重大专项课题，进一步开展面向商用的5G规模试验，全面推进5G端到端的成熟。同时，中国移动将秉承开放合作的态度，与全球产业合作伙伴开展深入、广泛的合作，攻坚克难、协同创新，携手共创5G美好未来。
来源：（《通信世界》杂志2017年第30期）
