2018 年 6 月 14 日,3GPP 正式批準第五代移動通信(5G)獨立組網標準凍結,這意味著 5G 完成了第一階段全功能標準化工作。
本次確定的 R15 標準是第一階段全功能版本,包括非獨立組網(NSA)和獨立組網(SA)兩種,非獨立組網標準已于 2017 年 12 月完成,2018 年 3 月凍結。而此次獨立組網標準的凍結標志著 5G 第一版商用標準 R15 整體完成。
什么是 5G 第一階段標準?離最終標準還有多久?
根據 3GPP 早先公布的 5G 網絡標準制定過程,5G 整個網絡標準分兩個階段完成:
第一階段啟動 R15 為 5G 標準,2018 年 6 月完成,該階段完成獨立組網的 5G 標準(SA),支持增強移動寬帶和低時延高可靠物聯網,完成網絡接口協議。這也就是我們所說的第一階段標準或者第一版標準。
而第二階段啟動 R16 為 5G 標準,預計 2019 年 12 月完成,該階段將完成滿足 ITU(國際電信聯盟)全部要求的完整的 5G 標準。
目前 3GPP 正在討論 R16 標準的內容,R16 可以看作 5G 最終版本標準,等到它完成并凍結之后,5G 才將實現全面商用,預計時間是 2020 年 3 月,那個時候形成的 5G 標準才是完整的 5G 標準。
關于上面提到的 R15 和 R16 兩個版本,其中 R15 重點滿足增強移動寬帶(eMBB)和低時延高可靠(URLLC)應用需求,該階段又分為兩個子階段,第一個子階段 5G NR(New Radio)非獨立組網特性已于 2017 年 12 月完成,2018 年 3 月份凍結;第二個子階段 5G NR 獨立組網標準于 2018 年 6 月完成,9 月凍結。
5G NR 獨立組網標準的制定,意味著 5G 整個網絡的部署標準已趨向完善,這將引領產業界實現 5G 通信商業化,并作為核心基礎設施為未來第四次產業革命服務。R15 作為 5G 第一階段國際標準,能實現所有 5G 的新特征,有利于發揮 5G 的全部能力,是能夠真正面向商用的 5G 標準,與 5G 最終版 R16標準有一定協同性。
3GPP 是如何制定 5G 標準的?
3GPP 是目前正在開發 5G 通訊標準技術的組織,它的規范全名叫做國際通信行業標準化組織 3GPP(第三代合作伙伴計劃),有超過 550 家公司作為會員公司參與。它由 16 個工作組組成,負責制定終端、基站和系統端到端技術的標準規范。從命名上可以看出,該組織成立于 3G 時代,1998 年,多個電信標準組織伙伴簽署了《第三代伙伴計劃協議》,并制定了 3G 時代全球適用技術規范和技術報告。此后,3GPP 一直延續到 4G 時代,再到 5G 時代。
3GPP 的話語權是根據企業歷史對組織的貢獻確定的,幾大設備商、高通、英特爾等話語權較大,他們會擔任小組的主席、副主席等職務。目前,大的通信設備商還包括華為、中興、諾基亞、愛立信等。
中國無線通信標準研究組于 1999 年加入 3GPP,隨后,隨著中國廠商和運營商的發展,中國在其中的地位越來越重要。資料顯示,中國目前有幾十家企業或機構成為了 3GP P的伙伴,包括設備商華為、中興、大唐、普天、信威,芯片制造商海思、展訊等,手機廠商 VIVO、OPPO、努比亞、酷派、小米,運營商中國移動、中國聯通、中國電信,以及中國信通院等。
3GPP 的工作方式是以達成共識為目的。一個提案能否通過,要求不在于有多少公司贊同,僅在于沒有任何公司反對。因此反對票至關重要,基于各廠商的專利儲備和利益考量,每個提案最初都有很多公司反對,提案很少可以原封不動地通過,因此,需要把很多提案留到下一次會議中繼續討論。也需要不斷否定、修正一些提案,以達到話語權較大的企業最終一致通過的結果。
作為推動 5G 標準的國際標準化組織機構,3GPP 的成員大部分由專業協會和企業組成,全球企業都可申請加入,它所推動的是行業和企業、專家反復深入討論基礎上達成的技術標準。5G 技術標準由 3GPP 確定之后,還會經過 ITU 國際電信聯盟認定。ITU 的通過,某種程度上相當于“蓋章”認定,代表一項標準的方案被承認為最后的官方結果,也意味著這一國際標準的正式確定。
中國在 5G 時代的崛起
5G 標準的較量在于信道編碼之爭,此前有 Turbo 碼、LDPC 碼和 Polar 碼三種編碼方案納入討論,其中美國運營商和企業主推的 LDPC 碼戰勝了另外兩個方案,被采納為 5G eMBB 場景的數據信道的數據信道編碼。
隨后華為等中國通信企業主推的 Polar 碼在 5G 核心標準上扳回一局,成為 5G eMBB 場景的控制信道編碼方案,這一決議在 2016 年 11 月份的 3GPP 會議上通過,也引發了眾多叫好聲。國內甚至有媒體稱:“華為拿下了 5G!”其實這其中并沒有誰拿下了誰,而 Polar 碼也不是華為家的,華為只是主要研究 Polar 碼并處在領先地位,擁有較多專利,可以更快地在此基礎上推出商用產品,布局 5G 設施。
eMBB 場景也只不過是 5G 應用的其中一個場景。3GPP 定義的 5G 三大場景包括:eMBB、mMTC 和 URLLC。eMBB 對應的是 3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務,mMTC 對應的是大規模物聯網業務,而 URLLC 對應的是如無人駕駛、工業自動化等需要低時延高可靠連接的業務。
在 5G eMBB 場景上,Polar 成為信令信道編碼方案,LDPC 成為數據信道編碼方案,大家平分秋色,嚴格來講沒有誰是主導的說法。
但是,Polar 碼的勝出,打破了歐美特別是美國企業在通信技術上的壟斷,體現了中國通信在國際上被認可,地位得到提升,和當年 3G、4G 時代相比已經大為不同。在 3G、4G 時代,中國雖然主導了 TD-SCDMA 和 TD-LTE 標準,但實際并沒有多少話語權,Polar 成為控制信道編碼是中國在信道編碼領域首次突破,也為中國在 5G 標準中爭取較以往更多的話語權奠定了基礎。
整體而言,業內普遍認為包括美國、中國和歐盟在內,目前都是推動 5G 以及 5G 標準的重要力量。在 5G 推動以及國際標準的確立過程中,中國已經成為重要角色之一。
而從未來的 5G 構架速度、普及速度以及整個市場發展能力來看,中國企業無疑可以并且已經走在了世界前頭,目前 eMBB 場景對應的 3D/超高清視頻已經進入運營商與通信企業的服務項目,5G 商業試點也已經在一線城市陸續啟動,5G 對于中國和中國企業是一次重大機遇,等我們每一個人都用上 5G 的時候,可能才是真正看出水平的時候。