力爭共倡國際標準 中國大舉開展5G布局

2016-10-03
中國官方推動5G發展動作頻頻。不僅成立研發組織IMT-2020(5G)推進組、發布多份5G白皮書、宣示計畫總體目標、展開國際合作,並對企業及研究機構挹注資金技術,大力推展5G關鍵技術研發、頻譜研究以及搭建開放的研發試驗平台。
回顧過往行動通訊競合的全球賽場上,最初第一代行動通訊標準由美國的政府和公司所主導,為美國帶來巨大政治、軍事和經濟利益。自此,行動通訊的研發和制定便成為國際間另一種國力競技賽。因而在5G技術剛萌芽之際,各國無不積極展開5G發展布局。

隨著國際電信聯盟(ITU)公布了5G研發時程,中國官方組織IMT-2020(5G)推進組,更集合中國內外各方單位,宣布共同推動5G標準的制定,顯示中國期望開展其通訊技術的實力和決心。

2015年中國IMT-2020(5G)推進組組長曹淑敏與歐盟5G基礎設施協會(5GPPP)主席Dr. Werner Mohr共同簽署了5G合作備忘錄。

中國力拼發展5G技術 目標2020年商轉

2016年1月7日,中國工業和信息化部於北京召開「5G技術研發試驗」啟動會,其中包含中國工信部、科技部相關高層,以及營運商、系統業者、晶片商、終端製造業者、網路服務業者和相關研究機構等百餘位代表出席。

中國工業和信息化部持續且密切關注5G研發工作,並支持5G技術研發及標準研製,在該次中國IMT-2020(5G)推進組的會議中特別指出,為呼應2015年9月28日中國在出席中歐5G戰略合作聯合聲明簽字儀式時,指出中國將力爭2020年實現5G網路商用目標;IMT-2020(5G)推進組作為中國官方5G研發首席單位,推進組所提議的「IMT-2020」已被國際電信聯盟確定為5G唯一的官方候選名稱。

移動物聯網vs.移動互聯網 行動寬頻情境細分為二

此外,國際電信聯盟更明確提出未來5G三大類應用場景,針對此三大場景情境,中國IMT-2020(5G)推進組則進一步將其中行動寬頻情境劃分為「移動物聯網」和「移動互聯網」兩個場景。

中國IMT-2020植基於中國國家科技重大專項,為了促進全球統一5G國際標準的形成,首先進行聯合多方機構,確認中國5G的頻譜和必要技術,特別側重高性能的5G技術;其二,重視高密集和高容量的5G無線網路架構延展;最後則是對5G技術持續進行評估和檢測。其中,在推動5G核心技術研發與解決方案設計之驗證部分,列舉五項總體目標,分別為標準支撐、樣機開發、平台構建、業務演示和政府支持。細節參見表1。

重視5G結合行動物聯網 加強工業互聯網/車聯網

在5G技術研發試驗過程中,首重兩大方向。其一為重視中國5G與行動互聯網、行動物聯網的緊密結合,為了加強5G與行動物聯網的布局,尤其針對5G與工業互聯網、車聯網等領域結合的重要專項布局,中國工信部必須制定並提出5G整體推進工作方案。

其二為重視5G技術研發試驗和企業/廠商驗證之間的結合。中國IMT-2020針對5G技術研發試驗,主要作為公共試驗平台,其重點在促進融合5G標準的條件形成,因此除了企業本身5G研發試驗等項目繼續發展,5G技術研發試驗更應加強企業間研發成果的互動交流。

先技術再產品 2016已邁入關鍵技術試驗階段

針對5G技術研發試驗,中國IMT-2020(5G)推進組將5G試驗總體規畫為兩大方向:自2015年到2018年的技術研發試驗,與自2018年到2020年的產品研發試驗。其中,針對中國5G技術研發試驗將在2016年到2018年進行,分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證三個階段實施。

為達成上述5G試驗的規畫目標,未來中國IMT-2020(5G)研究項目組將朝向三大層面邁進:建立統一的試驗平台、制定統一測試要求、成立統一規範和測試小組。

1.建立統一的試驗平台:由中國工信部、IMT-2020(5G)推進組領導,進行5G技術研發,並在北京懷柔、順義的LTE實驗場域建構統一的5G公共試驗平台,以進行關鍵技術、解決方案和系統性能驗證。

2.制定統一測試要求:根據國際電信聯盟5G技術要求制定統一測試規範和要求。提供參與測試的企業創新空間,並支持其參與驗證多種關鍵技術與解決方案。

3.成立統一規範和測試小組:於IMT-2020(5G)推進組內部成立規範小組與測試小組,分別負責測試規範制定與現場測試。

國內外大舉布局 中國5G產業蠢蠢欲動

中國國家863計畫重大專項的科技研發項目,積極聚焦5G研發工作,包含從頻譜研究、技術與標準的評估和環境開發,到先進的天線研究、頻道編碼研究以及新型網路架構試驗等。

除此之外,為了強化中國針對5G發展的國際合作,中國政府積極透過技術外交布局,由中國IMT-2020(5G)推進組與歐盟、韓國、日本等國家和區域內部的5G發展組織如韓國5G論壇、歐洲5GPPP等建立了5G技術交流溝通和合作機制。

政府帶領企業出擊歐盟 積極進行跨國合作

其中最受矚目者,為2015年中國與歐洲共同簽署的《中華人民共和國工業和信息化部與歐盟委員會在第五代移動通信領域開展戰略合作的聯合聲明》,此聲明延續中國和歐盟委員會共同主持的第五次中歐經貿高層對話,以推動中歐工業和通訊業合作取得新進展為主軸的《中歐合作2020戰略規畫》。

而中歐兩方簽署5G戰略合作聯合聲明,顯示中國與歐洲之間在5G領域經過多次交流,藉由雙方企業間積極開展研發合作,共同承擔中國與歐盟間在5G科學研究項目的重大發展。期望下一階段中國與歐洲工業與通訊產業合作聚焦重點領域,促進5G技術研發合作展現亮眼成果,並且以此為根基,促使「互聯網+」概念與中國/歐洲製造業結合,同時推進中國與歐洲智慧城市合作、大數據應用示範與工業控制系統訊息安全相關領域,得以取得豐碩成績。

在官方機構之間的合作方面,歐盟5GPPP和中國IMT-2020(5G)推進組建立深度合作關係,雙方主管部門也持續密切進行政策交流溝通,透過中歐簽署5G戰略合作聯合聲明深化雙方5G合作,以加快促進全球5G共識的形成。

而在產業跨國合作方面,中國與歐洲通訊大廠接積極進行5G研發合作,如華為便在歐盟5GPPP下領導主要技術研發項目。中國與歐盟雙方針對5G發展,秉持互惠開放、合作共贏的原則前提下,共同推動5G技術、標準、產業發展,促進全球統一5G國際標準形成;除技術合作外,雙方更將5G頻譜上的合作視為重中之重,期望在WRC-19尋求全球統一的5G適用頻譜。

產學研專注技術研發 成立Open5G開源社群

2015年11月6日在中國由未來移動通信論壇與中國移動主辦「2015未來5G信息通信技術國際研討會」焦點探討中國以及全球5G標準化進程、研發進展及商用熱點探索等項目。在中國國家863計畫5G重大項目專家組、IMT-2020(5G)推進組的支持下,中國國內國外5G專家、中國境內主流電信營運業主,以及歐盟、韓國、日本和台灣等國家區域5G相關代表積極參與。

會議中除了由中國IMT-2020發布第二版5G技術白皮書,就其總體營運架構和技術專題作為最新5G研究成果外,為進一步延展5G創新平台,更結合WIT CLUB、中國電信、中國移動、北京大學、東南大學、清華大學、英特爾、華為、中興、IBM等產學研機構共同成立了Open5G開源社群,藉此探究並開發面向未來5G發展、協同創新的各式軟硬體平台,將與網路、終端、測試和虛擬實境等相關領域,憑藉中國各區域資源與公共平台,更確切地為中國5G產業化研發開創新的道路。

現階段,中國國內包含電信營運商及系統設備大廠如中國移動、中國電信、中國聯通、中興、華為和大唐電信等早已提前投入5G技術和標準的研究發展。以中興通訊為例,2014年該公司沿用4G的手機、頻率和頻寬,套上類5G的技術將現有基地台頻譜效率提升4倍至6倍,率先推出了Pre5G概念,此後持續積極在5G技術研發上努力,不但於2015年3月推出一體化Pre5G原型基地台,更於同年底開始進行小規模商用。

電信商及系統設備廠投入 研發驗證測試腳步快

中興通訊更在2016年3月的博鰲亞洲論壇中宣布將在全球建設10個Pre5G商用網路,期望藉此為4G用戶提供接近5G的接取體驗,並在未來網路升級至5G時,可沿用既有設備。而作為中國最大通訊系統業者的華為,早在2009年便開始了5G研發工作,並在加拿大的溫哥華建立了全球第一個5G研發中心,和國際間著名學術單位開展5G研究,發表了數百篇相關論文。

此外,華為在2015年3月宣布與日本最大的行動通訊商NTT DoCoMo合作,針對5G包括稀疏碼多址接入(SCMA)和濾波的正交頻分複用(F-OFDM)、大規模多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)技術於東京進行外場驗證測試。並在2015年於上海舉行的「世界行動通訊大會」中華為表示針對5G在網路架構、頻譜使用、新興無線網路技術、基地台實現已有突破性發展,尤其在5G頻譜方面,華為的5G系統支持全頻譜,可同時支持6GHz以下的核心接入頻段,以及高於6GHz的擴展頻段,其中高頻可用於接收和回傳,此高低頻混合之組合網路能取得最佳的頻譜利用。

華為亦同時宣布5G研發推展藍圖,預計將於2018年底前聚焦在5G標準化制定,並與合作夥伴率先聯合開通5G試辦的商用網路;隨後規畫2019年推動建構完備的5G產業鏈並完成互聯網路測試,期盼2020年正式取得商用。

除了上述中興通訊與華為外,中國大唐電信早先在制定3G標準TD-SCDMA與4G標準TD-LTE時,掌握了TD的關鍵技術,因此在5G技術研發推展過程中得以發揮其關鍵性效益。而為保證通訊技術穩定及控制研發成本在較低範圍內,中國5G標準很有可能還會沿用TD技術。2011年開始大唐電信便啟動了5G技術預先研究,並積極參與中國內外論壇組織與標準化組織相關工作,未來亦可望成為引領中國5G標準制定的關鍵角色。

現階段大唐電信針對大規模天線和非正交多址接取技術兩領域具有發展優勢,尤其在大規模天線技術上,不但帶領中國相關學研機關和產業夥伴申請中國國家863計畫5G一期5G無線傳輸技術研發課題成功,得以重點發展大規模天線技術研發和驗證外,2016年4月24日更發布面向5G應用的綜合驗證平台及256根大規模天線。其中256根超大規模天線技術傳輸峰值速率在場外實測已經超過4Gbit/s,理論上可讓行動用戶提升5∼10倍的傳輸速度。

藉推動5G整合產業鏈 支持互聯網+國家級目標

中國針對資通訊(ICT)產業大刀闊斧行徑,無非期望能快速調度資源,滿足市場多樣需求,實現以用戶為中心的優質服務。尤其,隨著2015年中國「政府工作報告」指出,期盼未來通訊能與製造業深度結合,進而制定「互聯網+」行動計畫,以推動行動網、雲端運算、大數據和物聯網等服務項目,促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融系統等並駕齊驅地發展,引領中國互聯網企業拓展國際市場。

中國官方動作頻頻,推動5G研發組織的IMT-2020(5G)推進組、先後發布5G白皮書、宣示計畫的總體目標、對中國境內各大企業和研究機構其大量資金技術挹注,以及和歐洲聯合簽署聲明,從中可發現中國藉由大力推展5G關鍵技術研發、頻譜研究、搭建開放的研發試驗平台等行動,意欲整合中國通訊上中下游產業鏈一同參與。

近來中國相關5G技術的突破報告、各式最新5G相關的樣板機一再發表亮相,不但有利於引領全球統一5G標準之制定,亦為前述「互聯網+」行動計畫打造先進的、面向5G通訊技術的發展環境。此舉也重新定義中國ICT基礎設施發展目標與價值,宣告了中國將透過5G重新翻轉其產業發展、企業價值和社會文化,值得台灣相關產業界密切觀察因應。

(本文作者為資策會MIC資深產業分析師)

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