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2019/11/29 09:40

专访联通网研院李福昌:“弹性空口”助力5G应用

C114通信网  高娟

C114讯 11月29日消息(高娟)5G被业界赋予各种想象,它成为赋能千行百业的关键。GSMA与爱立信做的预测显示,2026年整个2B端的价值应该是1.3万亿美元,其中6200亿美元是运营商有机会能够获得的,但是如何获得很有挑战。

由于5G时代,人类社会信息交互方式进一步升级,移动通信网支持的业务应用类型更加丰富多样,增强现实、虚拟现实、超高清全景视频等多种高容量、高速率一同迸发,对移网络的容量、速率和服务能力提出了更高的要求。

同时,全球城市智慧化的进程极大扩展通信服务范围,数以千亿计的机器、设备将接入网络,实现万物智能互联。高可靠、低时延、大连接是对网络的基本能力要求,移动通信网络还需要能够提供更多的、差异化的、面向应用的、快速部署的、整合的能力。

为了更好的应对未来移动通信网络的演进需求与挑战,中国联通创新地提出了“弹性空口”新型无线技术方案。

日前,中国联通网络技术研究院无线研究部副主任李福昌在接受C114采访时表示,“弹性空口”为空口引入弹性机制,它可以更好的适配端到端网络切片和多场景行业应用需求,实现“网随业变,网随人动”,在匹配用户业务需求的同时最大化系统的效率,打造“弹性”、“智能”、“协同”的网络,助力5G应用,赢得5G挑战。

同时,李福昌透露,中国联通将协同产业链合作伙伴一起推动“弹性空口”的标准化及产业化工作,未来也将重点发力三方面,为产业界积极贡献“联通力量”。

5G时代,空口资源需求面临四大挑战

“过去的移动通信制式下,用户使用的业务较为简单,对空口资源的需求也较为固定和简单,现在随着5G的商用,传统刚性、固化的资源配置方式已经难以满足新的业务需求。”李福昌指出,5G时代空口资源需求将面临四大大挑战。

一是多系统长期共存,刚性的系统分配频谱效率低下。随着系统演进更新的加速,2G/3G/4G/5G多种制式存在长期共存和动态的业务迁移,各个系统刚性的资源配置无法匹配业务动态的变化,造成不同频段和制式下资源利用效率的严重不均,难以发挥频率效率的最大化,需要更弹性的资源配置。

二是业务需求的多样化,固化的网络资源配置难以满足。5G时代的到来,带来业务需求的多样化,传统eMBB业务以下行容量需求为主,但2B类业务,如远程医疗、安防监控、临时集会等大带宽上行需求凸显,固定化的帧结构及上下行资源配置难以满足差异化的业务需求,需要更灵活的资源配置。

三是业务多样化带来网络管理复杂化,人工配置的网络难以满足要求。 5G网络引入了Massive MIMO和波束赋形技术,在带来系统能力和效率提升的同时也带来了网络规划、优化和能耗方面的挑战,传统的人工配置方式难以满足差异化的场景需求,需要智能化的网规和网优技术。

四是业务分布不均衡,单一的网络难以满足所有业务需求。5G带来丰富的业务,不同业务在速率、时延、可靠性方面的需求存在较大的差异,单一的网络覆盖只能满足2C用户的基本需求,对于差异化的业务需求需要更加融合和协同的网络。

李福昌表示,在技术和业务发展双驱动下,中国联通为空口引入弹性机制,并发布“弹性空口”新型解决方案,助力5G应用。

三大特质加持,实现体验与效率“双提升”

5G更加看重与垂直行业的结合,网络切片是必选项。从现在情况来看,网络切片更多的还是停留在核心网层面,围绕着5GC的方案很多,但在RAN层面其实是比较少的,“弹性口空”解决方案的推出颇具革命性意义。

李福昌对C114表示,“‘弹性空口’旨在打造更新更新灵活、高效、弹性、共享、绿色的无线网络,对于加快实现完整意义上的端到端网络切片有重要的推动作用。”

据了解,“弹性空口”能够根据用户和业务需求的变化通过动态调整网络资源、智能网络管理、灵活的跨域协同等技术手段进行最优化的资源配置,在匹配用户业务需求,做到“网随业变,网随人动”的同时最大化系统的效率,打造“弹性”、“智能”、“协同”的网络,实现业务体验与系统效率的双提升。

“弹性”、“智能”、“协同”是弹性空口的三大特质背后都有均一系列技术支撑。其中,“弹性”指动态的资源配置,包括动态频谱共享、灵活的系统带宽和灵活的帧结构等;“智能”指智能的网络管理,包括智能的波束管理和智能的能耗管理;“协同”指灵活的空口协同,包括宏微协同和高低频协同。

李福昌进一步表示,三大特质加持的“弹性空口”更适用于以工业互联网、视频监控、远程医疗为代表的差异化、多样化、精细化的行业应用场景。

“在5G的共享共建方案方面我们也在使用弹性空口技术。”李福昌表示,“比如双方的频率资源汇聚后我们就可以使用更大的带宽,这样就需要在3.5G频段和2.1G频段使用灵活的带宽部署;由于频率资源汇聚后有更高的性价比,可以推荐2.1G、1.8G频段FDD Massive MIMO技术;高低频组网、宏微协同技术等等,会在共建共享组网里使用;基于AI的节能技术,也是可以应用到未来5G的运营中。”

在谈到“弹性空口”是否对硬件设备的要求是否会更高一些时,李福昌表示,“弹性空口”的应用对对硬件设备的要求总体来看提升不多,更多是引入了一些智能化的技术。“比如在动态资源的分配方面、在智能化的节能技术方面等等,在这里面会用到一些AI、区块链等技术。”

同时,李福昌强调,“为了确保技术的准确性和安全性,我们在应用前会进行大量的样本训练,通过这些训练提高算法的稳健性和精确性,然后再通过现网试点,试点成功后再进行商用。”

制定三年目标,稳步推进“弹性空口”方案落地

要完全释放5G所有潜力,中长期来看,毫米波对中国5G的发展是很重要的。日前,ITU最终为5G毫米波频段“扩容”,具体包括24.25-27.5GHz、37-43.5GHz、45.5-47GHz、47.2-48.2GHz 和66-71GHz。

“从目前来看,5G毫米波在5G行业应用前景比较广阔,而5G行业应用的整个业务模型与我们目前的MBB场景差别非常大。”李福昌指出,“5G不同业务的上下行需求差异较大,比如远程医疗、安防监控等大带宽上行需求凸显,需要采用弹性空口技术如灵活的帧结构,并且可以可根据5G行业应用的突发性情况进行上下行帧结构快速调整。”

同时,为了推动“弹性空口”方案更好地推广和落地,中国联通还给“弹性空口”技术的推进制定了三年目标。

2020年推进2.1GHz的动态频率共享技术与设备成熟,推动N1 25/30/40/50 MHz灵活带宽国际标准化,推动毫米波上行为主帧结构基站设备开发,智能波束管理平台的研究与开发,智能能耗管理平台的开发与试运行,室外微站产品开发及宏微协同验证,推动N1+N78和N78+N78载波聚合技术与设备成熟。

2021年推进N1频段的55/60MHz的带宽;依据技术成熟度适时推动N78 200MHz带宽;推动毫米波上行为主帧结构基站设备试点验证,智能波束管理平台试验及试运行;改进智能节能平台运算效率和处理处理;实现5G智能节能平台现网运行;推动室内外宏微间互通与干扰协调研究与验证;推动N1+N78和N78+N78载波聚合试点及应用。

2022年推进1.8GHz频段支持动态频谱共享技术与设备成熟,推动毫米波上行为主帧结构基站设备冬奥场景应用,推进宏微之间的融合组网及智能化组网方案。

创新不止,三方面发力为产业界贡献“联通力量”

任何技术从提出构想、到形成标准,再到最后的产业落地,都需要产业链合作伙伴的通力合作,“弹性空口”也不例外。

“弹性空口”这个概念是联通完全自主率先提出。李福昌坦言,“从目前来看,我们定的目标基本都是切实可行的,当然需要产业链伙伴的共同努力,推进标准化落地、加速产业进程等问题。”

长期以来,我国运营商在技术创新的道路上被不断质疑,但这没有阻止他们前进步伐,这也让他们实现了从落后、跟随到超越的完美蜕变。在标准化方面,现在中国在3GPP等国际标准组织中的话语权是越来越大,国内运营商参与的程度也是越来越高。以5G核心专利为例,中国企业专利占有量达世界总量的30%以上。

以中国联通来看,从缺席3GPP,到2010年实现3GPP的第一个立项。目前中国联通在3GPP及ITU与5G相关立项超过20个,文稿提交已逾700篇。实际上,“弹性空口”方案就是中国联通网络技术研究院贡献给整个5G行业的宝贵的智慧结晶,而类似的创新并不仅止于此。

李福昌强调,实现“弹性空口”方案,需要很多的标准化工作。“目前我们正和业界伙伴一起,推进相关的标准化工作,比如3.5G频段和2.1G频段使用灵活的带宽、FDD MassiveMIMO技术、3.5G带内上行载波聚合、高功率等级终端等等。”

在谈到在全球产业发展中如何去贡献“联通力量”时,李福昌表示,过去几十年来通信技术的发展历程来看,移动通信技术一直是技术发展最快、业务迭代最为活跃的一门技术学科,基本上是按照10年一代的规律发展。从目前来看,下一步我们的重点研究领域主要集中在三个方面:

在共建共享的大背景下,持续推进“弹性空口”技术的标准化工作、产品推进和应用落地,打造共享、弹性、智能、绿色的5G精品网络。

紧跟国内外研究趋势,加大对B5G/6G技术的跟踪和研究力度,特别在一些关键技术如太赫兹技术、空天地一体通信技术等等方面形成我国的研究优势。

加强无线技术与IT技术的融合研究,特别是与人工智能、大数据、区块链等技术的协同和融合研究,逐步实现无线网络的智能化。

附:李福昌简历

李福昌,1977年8月生,工学博士,现任中国联通网络技术研究院无线技术研究部副主任、教授级高级工程师,国家知识产权局中国专利审查技术专家,毫米波太赫兹产业发展联盟副理事长,2014年起享受国务院政府特殊津贴。主要从事移动通信及固网移动融合等专业的标准制定、测试验证、课题研究等工作,曾先后主持、参加了工信部和中国联通3G、4G、5G、B5G移动通信系统技关键技术和应用方向百余项研究课题,研究成果获得部级科技进步二等奖3次、三等奖5次、中国联通科技创新一等奖5次、二等奖10次等,在国内外权威期刊、会议上发表学术论文60余篇,出版专著1本,授权国家发明专利16项。

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