華為率先完成IMT-2020 5G推進組第一階段無線關鍵技術測試

華為近日宣佈已於2016年4月在位於成都的5G外場,率先完成IMT-2020 5G第一階段5G關鍵技術的驗證和性能測試,測試結果成功地證明了: 5G的無線傳輸介面技術可以有效地提高頻譜效率並滿足各種要求。

中國全面推進5G發展,攜手全球力量構築5G統一標準

為全面推進5G發展,力爭2020年實現5G商用,由中國工業和資訊化部、國家發展和改革委員會、科學技術部聯合推動成立IMT-2020(5G)推進組,成員包括中國主要的運營商、製造商、高校和研究機構。此次成立的5G推進組是集合中國產學研用各界力量、推動中國第五代移動通信技術研究和開展國際交流與合作的主要平臺。

今年1月7日,中國工信部召開「5G技術研發試驗」啟動會,活動上IMT-2020 5G推進組組長、中國資訊通信院院長曹淑敏宣佈中國將在2016年到2018年分三個階段開展5G網路的技術研發試驗。第一個階段從2015年9月至2016年9月,聚焦關鍵技術驗證和性能測試;第二階段從2016年6月至2017年9月,展開多種關鍵技術的融合測試,並進行單基站(cell site)性能測試;第三階段則是系統驗證,從2017年6月至2018年10月,包括5G系統的組網技術性能測試以及5G典型業務展示,為5G預商用和商用做好準備工作。

5G要實現10Gb/秒甚至20Gb/秒的峰值速率、千億的連接、1毫秒的延時,對無線傳輸技術提出了前所未有的挑戰,不僅要一個統一的傳輸架構來滿足物聯網差異化的業務需求,還要有革命性技術提升頻譜效率,能夠與大規模天線技術和全雙工(Full-duplex)進行融合,滿足未來8K、AR、VR、全息影像等大頻寬業務發展。

華為作為IMT-2020 (5G)推進組核心成員,積極地配合工作指令,深度參與工作項目和5G技術研發試驗,注重5G與移動互聯和移動物聯網的結合,聯合中國資訊通信研究院、中國移動、中國聯通、中國電信,於2016年4月在位於成都的5G外場完成5G關鍵無線傳輸介面技術的單點技術測試和性能驗證,為5G關鍵技術做好準備工作。

5G新無線傳輸技術三階段,測試結果達預期

5G無線傳輸技術包含兩部分:一部分通過現有技術演進實現,包括大規模天線技術和全雙工等;另外一部分是針對5G需求而提出的革命性新技術,稱之為5G新無線傳輸技術(air-interface),包括F-OFDM(濾波的正交頻分複用)、SCMA(稀疏碼多址接入)和Polar Code(極化碼)階段。

F-OFDM技術比對LTE具有靈活的子載波和更好的頻譜範本特性,測試結果顯示,F-OFDM可以利用保護頻寬進行資料傳輸,實現10%的系統吞吐率提升。同時,F-OFDM技術可以支援不同用戶端間的非同步傳輸,相比同樣模式下的LTE系統,性能提升約100%。

SCMA技術通過非正交稀疏擴頻、碼域多址、多維調製等技術,實現更高的頻譜效率和較低的解碼複雜度。測試結果証明,SCMA上行可以支援300%的連接數,下行速率提升至70%-80%。

Polar Code,通過選擇高可靠位置傳輸有效資訊,而實現不同碼率的碼字構造,是目前唯一在理論上被證明可以達到薛農極限(Shannon Limit)的通道編碼,測試結果証明,極化碼相對於LTE可獲得0.5dB~2dB的性能增益。

5G新無線傳術技術三階段可與大規模天線技術融合

在組合測試中,同時使用SCMA技術、F-OFDM技術和大規模天線技術,測試結果証明,新無線傳輸技術可以很好地融合,並保持各自的優勢。

其中大規模天線技術MU-MIMO(多用戶多重輸入輸出),支援同時接入24個UE終端,在相同的時頻資源同時支援24流的重複使用用。測試結果表明,和SU-MIMO(單一用戶多重輸入輸出)相比,採用MU-MIMO技術社區吞吐率可以提升10倍以上,在100MHz頻寬下,平均輸送量達到3.6Gb/秒。

全雙工技術,將有效提升5G系統吞吐率

同時,外場測試中完成全雙工技術的驗證。通過無源模擬對消、有源類比對消和數位對消三重對消框架,能夠有效實現全雙工系統的同時收發。實驗室測試結果証明,全雙工系統可以實現113dB的自干擾消除能力,相對於半雙工系統,採用全雙工可以獲得90%以上的吞吐率增益。

目前,華為已完成中國5G技術研發試驗第一階段無線測試項目。 「5G的工程驗證研究,對未來5G技術的應用至關重要。作為IMT-2020 (5G)推進組成員,我們非常高興與中國資訊通信研究院、中國移動、中國聯通、中國電信共同率先完成5G空口單點技術外場測試和融合測試驗證。」華為5G首席科學家童文博士如是說。

童博士同時宣佈, 2016年6月份將啟動第二階段連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接等場景的5G基地站性能測試。