5G卡位战白热化,揭秘中日韩电信商的各色底牌
日本NTT DoCoMo于本次研讨会中再度提出对5G发展的看法与相关技术发展之建议,且提出5G无线接取网路并非完全以新兴技术所建构,而是由既有长程演进计画(LTE)无线接取技术透过增强、改善后,主要是以在低频段运作;加上主攻高频段设计、应用的全新型态的无线接取技术(New RAT),藉由新旧无线接取技术与高低频段搭配、相辅相成,建构出未来5G无线接取网路形貌。
而在NTT DoCoMo所揭示的网路演进脉络与部署规画中,直至5G商用元年的2020年为第一阶段,以既有LTE无线接取增强技术为主,全新型态的无线接取技术为辅的布建模式将于有高度、密集联网需求的区域进行。LTE无线接取增强技术与全新型态无线接取技术在此时期主要着重在实现高低频段之间的紧密配合。
2020年之后,随着技术愈发成熟,5G部署区域将逐步拓展,所引进的新兴技术将更多元化且成熟可行,频段运用、配置上往高频段迈进;至于原LTE/LTE-A既有基地台、网路架构则以LTE无线接取增强技术进行升级,并作为底层网路。
NTT DoCoMo除了网路接取技术提出两阶段部署模式外,针对网路架构技术也有其见解,且亦以两阶段发展为目标:第一阶段,2020年商用时,演进数据封包核心网(Evolved Packet Core, EPC)仍被沿用,接取网路与核心网路之间的介面仍为S1介面;2020年之后的核心网路则将有所革新,采用全新型态非EPC的核心网路技术,并且在前置网路部分,由于考量到CPRI未来或难以承载5G传输频宽需求,故于本次会中NTT DoCoMo也建议将一部份基频(Baseband)功能从数位单元(Digital Unit, DU)移至射频单元(Radio Unit, RU)降低前置网路传输频宽需求,实现集中式架构管理。
至于在关键技术发展上,NTT DoCoMo除了重申对非正交多重存取(NOMA)、Massive MIMO、双工(Duplex)等技术发展之重视,也特别点出未来将持续关注、发展可降低干扰、节能、向前相容之框架(Frame)设计、信令与讯务分离(Control and User Plane Split, C/U-Plane Split)以及有助于高频宽低延迟设计、更短的传输时槽(Transmission Time Interval, TTI)等技术,为日后5G商用化的目标打下更稳固的根基。
韩国SK Telecom所设想的5G无线技术与NTT DoCoMo异曲同工,认为未来5G无线网路是由演进型LTE-A技术和革命性的新兴无线接取技术相互搭配发展,而且对革命性的新兴无线接取技术来说,不论6GHz以上或以下的频段,相关技术都是发展关键。
对新兴无线接取技术来说,发展在6GHz以上处理高峰值速率技术是受到关注的,但是要在最大限度降低成本的情况下保持用户体验一致性,并且采用波束技术为一大挑战。至于6GHz以下新兴无线接取技术则着重更低的延迟,较少的小区间干扰,更低功耗与成本,当然还有比LTE-A更大的传输容量。
SK Telecom在本次会议中也同样着眼于Cloud RAN的发展,认为在5G世代,Cloud RAN将因其能提供多重连结的结构优势,发展将更为广泛,且在资讯科技(IT)、虚拟化技术的加持下,将更为智慧与弹性化。
为满足未来5G商用发展,SK Telecom订定两阶段技术标准发展蓝图,并明示第一阶段发展成果须与第二阶段相容。
第一阶段目标是启动5G初始规范项目制订,寻找最迫切之商用需求,并从服务角度切入掌握5G所能带来的优势与利益,此阶段成果须向前相容,也就是能与第二阶段成果无缝介接,并预定2018年展示成果;第二阶段于2019年完成,届时5G技术规范发展则将完备ITU IMT-2020对5G之要求,技术规范研发成果不但向后相容,亦将展示新兴5G网路基础建设与服务。
值得注意的是,在本次3GPP所主办的5G研讨会后不久,SK Telecom宣布将于韩国设立5G行动网络研究中心,定名为"5G Playground",并规画2017年完成5G服务试用网路的布建,期望与系统业者、终端厂商联合,共同擘画5G的技术与服务。而SK Telecom此举更是将原订2018年推出5G试商用服务的时程提前,无疑地展现出该公司于5G发展的野心。
[@B]欧美电信商着重频谱资源分配 强调5G技术应支援未来多元应用[@C] 欧美电信商着重频谱资源分配 强调5G技术应支援未来多元应用
欧美主要电信业者,包括法国Orange、德国Deutsche Telecom、西班牙Telefonica、义大利Telecom Italia、荷兰KPN、挪威Telenor、瑞典Telia Sonera、瑞士Swisscom、加拿大Telus与美国Dish Network针对5G的发展愿景与优先事项皆密切追随3GPP规画。
以2016年3月为5G技术研究的起始,目标是在第一阶段定义eMBB、URLLC及mMTC与其他应用所需5G技术规范,并涵盖包括室内、城市、农村、高速等部署环境。此外,技术研究项目也包括网路分层(Network Slicing)功能,如网路功能虚拟化、对RAN功能的分解等,以确保日后充分掌握各类应用情境与部署环境的变化。
除此之外,欧美主要电信业者更着重频谱资源分配与5G RIT效能评测相关议题。在频谱方面,大部分业者认同直至2021、2022年大多数国家针对6GHz以上频段仍无法有效分配并核准相关执照;而在无线接取网路技术研究上,必须涵盖支援6GHz以下之频段,且须针对FDD与TDD两种5G RIT性能进行评测。也因此,针对演进的LTE-A与cIoT相关新兴5G RIT的评估验证相关技术研析势在必行,而技术发展的基准点,正是从3GPP R13开始。
至于5G关键技术设计原则,欧美主要电信业者一致赞同,必须向前相容无线协议L1/2//3之结构与功能,并符合未来服务之所需;而能源效率优化更是基本的设计原则;增强型的安全与私密性设计不可或缺;成本效益亦为其中一项;包括宽频聚合(Bandwidth Aggregation)、无缝移动相关与LTE紧密互通之设计、固定移动融合(Fixed Mobile Convergence)之无缝隙用户体验等,皆是业者们5G技术发展主要方向。
以德国Deutsche Telecom为例,该业者认为5G RIT之发展必须在系统效率上要大幅超越LTE-A,譬如使用Massive MIMO或扩展波束成形(Extended Beam Forming)、单一小封包传输效率提升,偏好在单一解决方案下允许灵活的频宽适应性与低成本之实现;能执行基于多载波概念而单载波为极端状况时的传输方案;利用TTI、副载波隔间(Subcarrier Spacing)等方式达到5G应用情境案例与频段使用的优化配置等。
对于网路切片分层技术(Network Slicing Technology),Deutsche Telecom则认为将是促成未来5G应用服务发展的关键。主要原因在于,服务需求越来越异质化,未来如广播、内部安全机制等都需要具体执行功能,且必须创建、管理针对第三方APIs的虚拟网路;因此高度灵活却不复杂的网路架构越来越重要,以达成适应特定服务之性能要求、适应网路负载、按需配置特定服务功能,及降低通过切片分层的复杂性。
故Deutsche Telecom在本次研讨会中也提出,针对网路切片分层技术必须以整体复杂性进行考量,面对未来5G发展,须允许充分且灵活的设想5G应用情境发展;思考无线接取网路功能的解构,以及无线接取网路功能的可编程与虚拟化;并且基于5G应用、布建需求,无论是中央(Central)或网路边缘(Network Edge)对RAN功能进行灵活配置;更重要的是必须将5G与LTE-A集成相容互通,但对2/3G则有限度的向后相容互通。
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