中國通信標準化協(xié)會工程師|韓冬

中國信息通信研究院技術與標準研究所副主任|徐菲

中國信息通信研究院技術與標準研究所高級工程師|郎保真

在5G研發(fā)的眾多環(huán)節(jié)中，標準制定無疑是重中之重。對于5G標準，業(yè)界已經達成普遍共識，希望最終能夠形成全球統(tǒng)一的標準。

4G成熟商用后，人們把眼光放到了更快更強的5G上。5G商用預計在2020年前后，可支持更多樣的應用。為了讓用戶有更好的體驗，同時降低成本，業(yè)界各方致力于建立全球統(tǒng)一的5G標準。本文對主要的5G國際標準化組織和國內標準化的進展進行了介紹。

在4G成熟應用并驅動移動互聯(lián)網迅速發(fā)展的同時，5G正悄悄走來。5G作為新一代移動通信技術發(fā)展的主要方向，在提升用戶大帶寬、高速率業(yè)務體驗的同時，可進一步滿足低時延、高可靠、大連接、廣覆蓋等物聯(lián)網應用需求，成為推動國民經濟和社會發(fā)展、促進產業(yè)轉型升級的重要動力之一。全球主要國家和地區(qū)正紛紛通過出臺戰(zhàn)略規(guī)劃、部署重大項目、發(fā)布頻譜規(guī)劃等方式引導5G發(fā)展，5G的標準化和商用進程也在顯著加快。

在5G研發(fā)的眾多環(huán)節(jié)中，標準制定無疑是重中之重。對于5G標準，業(yè)界已經達成普遍共識，希望最終能夠形成全球統(tǒng)一的標準。為此國際、國內標準組織高度重視、積極謀劃，推出時間表和標準體系，為5G發(fā)展助力。

5G首個標準出爐奠定商用基礎

規(guī)劃 時間表

國際上研究5G的主要標準化組織有國際電信聯(lián)盟（ITU）和第三代合作伙伴計劃（3GPP）。二者分別給出了規(guī)劃時間表，如圖1所示，側重點不同，相輔相成，共同推進。

圖1 ITU和3GPP 5G規(guī)劃時間表

IT U進展

2015年6月ITU完成了5G愿景的研究，該研究提出三大類應用場景，分別為增強移動寬帶、海量機器類通信、超高可靠低時延通信，如圖2所示。研究指出在5G系統(tǒng)設計時要充分考慮不同場景和業(yè)務的差異化需求。

除傳統(tǒng)的峰值速率、移動性、時延和頻譜效率外，該研究還引入了4個新增關鍵能力指標，包括用戶體驗速率、連接數(shù)密度、流量密度和能效，形成5G八大關鍵能力指標，相對于4G（IMT-Advanced）均顯著提升，如圖3所示，以適應多樣化的5G場景和業(yè)務需求。

ITU在2017年6月完成IMT-2020(5G)最小技術指標要求的制定，確定了滿足IMT-2020技術門檻的14項性能指標的詳細定義、適用場景、最小指標值等。該14項性能指標包括峰值速率、峰值譜效、用戶體驗速率、5%用戶譜效、平均譜效、區(qū)域流量、用戶面時延、控制面時延、連接密度、能效、可靠性、移動性、移動中斷時間、帶寬、支持的業(yè)務類型以及支持的頻段。

按照ITU的工作計劃，ITU規(guī)劃在2017年10月（WP5D#28）至2019年7月（WP5D#32）共計20個月的時間窗口內開展候選技術方案征集的工作，在2018年10月（WP5D#31）至2020年2月（WP5D#34）16個月的時間內開展對5G候選技術方案的獨立評估工作，在2019年12月至2020年6月對滿足最小技術要求和評估流程的候選技術進行評判，2019年12月至2020年底ITU開展5G技術標準建議書的制定，如圖4所示。

ITU鼓勵成員國和相關國際組織提交5G候選技術方案，收到候選技術方案后，將組織公開的技術評估。2017年6月，ITU完成一系列支持IMT-2020候選技術提交以及技術評估工作的關鍵文件，包括《IMT-2020最小性能要求》《IMT-2020評估方法》《IMT-2020候選技術提交模板》和《IMT-2020候選技術方案提交流程》。這些文件的發(fā)布拉開了評估工作的序幕，并為后續(xù)候選技術方案提交和獨立技術評估奠定了基礎。

3G PP進展

為兼顧不同運營商的需求，實現(xiàn)全球統(tǒng)一的5G標準，3GPP明確其5G將包含兩個版本，2018年6月完成Release 15（R15），2019年9月完成Release 16（R16）。其中R15又分為兩個子階段：第一個子階段是2017年12月完成非獨立組網（NSA）的5G標準；第二子階段是2018年6月完成可獨立組網（SA）的5G標準。3GPP的5G標準加速，確保了5G NR產業(yè)鏈的統(tǒng)一，使全球移動通信產業(yè)受益。

歷時九個月，經多次會議討論，北京時間2017年12月21日，在葡萄牙里斯本召開的3GPP RAN第78次會議上，3GPP完成面向NSA的5G NR標準。包括中國移動、中國電信、中國聯(lián)通三大電信運營商及華為、中興在內的30家國內外電信公司就此發(fā)表聲明：首個5G NR標準的發(fā)布為5G NR全面商用奠定了基礎，將加快推進全球5G產業(yè)進程。

頻譜 規(guī)劃

為引導5G產業(yè)發(fā)展，搶占市場先機，主要國家紛紛制定5G頻譜政策。

美國率先發(fā)布5G頻譜規(guī)劃，發(fā)力高頻段通信。2016年7月14日，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）通過將24GHz以上頻譜用于無線寬帶業(yè)務的規(guī)則法令，共規(guī)劃10.85GHz高頻段頻譜，包括28GHz（27.5～28.35GHz）、37GHz（37～38.6 GHz）、39GHz（38.6～40GHz）共3.85GHz許可頻譜和64～71GHz共7GHz免許可頻譜。同時，美國正對600MHz頻段進行反向拍賣，并開展3.5GHz頻段共享試驗，實現(xiàn)5G高低頻頻譜布局。

日本發(fā)布無線電政策報告，明確5G頻譜范圍。2016年7月15日，日本總務?。∕IC）發(fā)布了面向2020年無線電政策報告，明確5G候選頻段：低頻包括3600～3800MHz和4400～4900MHz，高頻包括27.5～29.5GHz頻段和其他WRC-19研究頻段。面向2020年5G商用，日本主要聚焦在3600～3800MHz、4400～4900MHz頻段和27.5～29.5GHz頻段。

韓國變更C頻段規(guī)劃，明確5G頻譜高低頻并重。2016年11月7日，韓國未來創(chuàng)造科學部（MSIP）宣布原計劃為4G LTE準備的3.5GHz（3400～3700MHz）頻譜轉成5G用途，計劃2017年回收已發(fā)放的3.5GHz頻譜，后續(xù)作為5G頻譜重新發(fā)牌。此外韓國已計劃2018年平昌奧運會期間，由三個運營商在26.5～29.5GHz頻段部署5G試驗網絡。

歐盟發(fā)布5G頻譜戰(zhàn)略，力爭搶占5G部署先機。2016年11月10日，歐盟委員會無線頻譜政策組（RSPG）發(fā)布歐洲5G頻譜戰(zhàn)略，確定5G初期部署頻譜。3400～3800MHz頻段將作為2020年前歐洲5G部署的主要頻段，通過連續(xù)400MHz的帶寬力爭幫助歐盟在全球5G部署中占得先機。1GHz以下頻段，特別是700MHz將用于5G廣覆蓋。24.25～27.5GHz頻段將作為歐洲5G高頻段的初期部署頻段，R SPG建議歐盟各成員國保證24.25～27.5GHz頻段的一部分在2020年前可用于滿足5G市場需求。RSPG同時建議預留31.8～33.4GHz和40.5～43.5GHz頻段用于5G。

圖2 5G三大應用場景

圖3 5G八大關鍵能力指標

我國要實現(xiàn)5G引領

政策 引導

我國政府高度重視5G發(fā)展，提出“5G引領”的發(fā)展目標，在5G方面成為技術、標準、產業(yè)、服務與應用的領先國家之一，綜合競爭實力和創(chuàng)新能力進入世界前列。為實現(xiàn)該目標，政府在各項規(guī)劃、戰(zhàn)略中都對5G技術研發(fā)、標準和產業(yè)化布局等做出相關部署。

《“十三五”規(guī)劃綱要》中指出，“要加快構建高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施，積極推進5G發(fā)展，于2020年啟動5G商用?！薄丁笆濉眹倚畔⒒?guī)劃》中指出，“五代移動通信網絡（5G）研發(fā)步入全球領先梯隊。著眼5G技術和業(yè)務長期發(fā)展需求，統(tǒng)籌優(yōu)化5G頻譜資源配置，加強無線電頻譜管理?！薄秶倚畔⒒l(fā)展戰(zhàn)略綱要》中指出，“明確將頻率作為國家信息化發(fā)展的重要基礎設施，強調要積極開展5G技術研發(fā)、標準和產業(yè)化布局，并在2025年建成國際領先的移動通信網絡。”

隨著2020的臨近，各項政策措施也緊鑼密鼓的出臺。

2017年11月9日，工業(yè)和信息化部發(fā)布工信部無〔2017〕276號文《關于第五代移動通信系統(tǒng)使用3300～3600MHz和4800～5000MHz頻段相關事宜的通知》，我國成為國際上率先發(fā)布5G系統(tǒng)在中頻段內頻率使用規(guī)劃的國家。

圖4 ITU關于IMT-2020的整體工作計劃

2017年11月27日，國務院發(fā)布關于深化“互聯(lián)網+”先進制造業(yè)發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網的指導意見，其中專欄1“工業(yè)互聯(lián)網基礎設施升級改造工程”里提出要在5G研究中開展面向工業(yè)互聯(lián)網應用的網絡技術試驗，協(xié)同推進5G在工業(yè)企業(yè)的應用部署。

2017年12月22日，《標準聯(lián)通共建“一帶一路”行動計劃（2018-2020年）》（以下簡稱《行動計劃》）新聞發(fā)布會在國家標準委召開?！缎袆佑媱潯诽岢觯罨A設施標準化合作，支撐設施聯(lián)通網絡建設，推動5G、智慧城市等國家標準在沿線國家應用實施。

技術 試驗

早在2013年2月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、科學技術部即聯(lián)合推動成立IMT-2020(5G)推進組，目前推進組下設專家組、需求工作組、頻譜工作組、無線技術工作組、網絡技術工作組、C-V2X工作組、5G試驗工作組、各標準工作組、知識產權工作組以及國際合作工作組等共十個工作組，是聚合移動通信領域產學研用力量、推動第五代移動通信技術研究、開展國際交流與合作的基礎工作平臺。

目前IMT-2020（5G）推進組主導的5G技術研發(fā)試驗已經完成第二階段試驗，11月17日工信部發(fā)文全面啟動第三階段測試，要求明確第三階段測試目標、內容和指標要求，重點面向5G商用前的產品研發(fā)、驗證和產業(yè)協(xié)同，開展商用前的互聯(lián)互通工作；建設試驗環(huán)境，協(xié)調資源，形成多廠家、室內外一體的測試環(huán)境；加快設備研發(fā)，力爭與國際標準同期推出5G預商用產品；開展融合試驗，面向三大場景，促進5G業(yè)務與應用發(fā)展；加強統(tǒng)籌安排，有序協(xié)同5G標準研究、設備研發(fā)和技術試驗等工作，力爭于2018年底前實現(xiàn)第三階段試驗基本目標，支撐我國5G規(guī)模試驗全面展開。

頻譜 規(guī)劃

我國于2017年11月發(fā)布了5G系統(tǒng)在3000～5000MHz頻段（中頻段）內的頻率使用規(guī)劃，規(guī)劃明確了3300～3400MHz（原則上限室內使用）、3400～3600MHz和4800～5000MHz頻段作為5G系統(tǒng)的工作頻段。中國是國際上率先發(fā)布5G系統(tǒng)在中頻段內頻率使用規(guī)劃的國家，同時，2017年工信部也發(fā)布公開征集24.75～27.5GHz、37～42.5GHz或其他毫米波頻段5G系統(tǒng)頻率規(guī)劃的意見，啟動中國毫米波的規(guī)劃工作。

圖5 5G標準體系規(guī)劃

行業(yè)標準制定被搬上日程

為配合國家發(fā)展戰(zhàn)略實施、推動5G標準化，中國通信標準化協(xié)會作為通信行業(yè)標準制定的主要組織，密切關注技術發(fā)展、緊跟國際形勢。繼去年底立項的“5G安全技術研究”，今年提出了四項5G相關研究課題立項建議，分別是“5G NR技術研究”“5G網絡架構及關鍵技術研究”“5G系統(tǒng)高頻段研究：24.25～30GHz”“5G系統(tǒng)高頻段研究：30～43.5GHz”，將從5G接入網、核心網、安全和頻率各方面開展相關研究。目前這些研究工作均取得了階段性成果。

有了各項研究的基礎，行業(yè)標準制定工作被搬上日程。5G是新一代通信技術，涉及面廣，其網絡建設需要多個標準支撐，亟需標準體系對各項標準進行分類、規(guī)劃。為此，中國通信標準化協(xié)會下設的無線通信技術工作委員會召集無線網、核心網、安全、衛(wèi)星通信和天線等領域專家，共同討論，形成5G標準體系規(guī)劃，并于2017年12月8日對會員及業(yè)內公布。

5G標準體系目前分為基礎能力、邊緣計算和車聯(lián)網三大塊，其中基礎能力下又分為總體技術要求、安全技術要求和設備級三個部分，由于設備種類較多，所以設備級又細分為核心網、基站、終端、室分、天饋5個部分，如圖5所示。

本次規(guī)劃的5 G標準體系主要面向未來兩到三年的需求和發(fā)展，基礎能力和邊緣計算都將基于3GPP R15版本，車聯(lián)網也將基于3GPP規(guī)范，但對應版本尚未確定。采用面向eMBB/uRLLC的蜂窩網基本通信功能作為基礎系列、其他單獨成系列的劃分原則，每個系列分成總體技術要求、安全技術要求、設備級規(guī)范。

根據以上體系，提出了22項基礎能力和4項邊緣計算行業(yè)標準項目立項建議規(guī)劃，將從2018年上半年率先啟動總體、安全、基站、核心網、終端、天饋等領域的18個基礎能力行業(yè)標準立項，其他4項將于2018年底前分批完成立項；4項邊緣計算行業(yè)標準的立項工作將于2018年底啟動。由于對應版本未定，僅提出了10項車聯(lián)網行業(yè)標準項目立項建議，具體啟動、完成時間待定。

該5G標準體系，是我國第一個相對完整的5G標準體系，其涵蓋的標準是建設5G網絡的基礎。它的確立對推動5G行標制定、充分保障5G關鍵技術研發(fā)和產業(yè)推進有著重大作用，揭開了移動通信標準制定的新篇章。

綜上所述，5G作為新一代移動通信技術發(fā)展的主要方向，不僅能夠滿足用戶大帶寬、高速率各類業(yè)務需求，而且能滿足物聯(lián)網低時延、高可靠、大連接、廣覆蓋等應用需求，將成為推動國民經濟和社會發(fā)展、促進產業(yè)轉型升級的重要動力。2018年將是我國5G標準化、業(yè)務研發(fā)和設備研制的關鍵年，雖然時間緊、任務重，但相信在政府引領和產業(yè)各方的共同努力下，必將取得重大成就。