5G时代,一幅美好蓝图
世界通讯技术发展史,已经先后经历了2G、3G、4G几个重要时代:
第一代是模拟技术;
第二代是2G,实现了语音的数字化;
第三代是3G,以多媒体通信为特征;
第四代是4G,通信进入无线宽带时代,速率大大提高。
如果说3G和4G使人与人相联,那么5G将使万物互联。由于数字传输效率的大大提升,这使万物之间的联系紧密增强。5G不仅仅是下一代移动技术,它将是一种全新网络,将万事万物以最优的方式连接起来,这种统一的连接架构将会把移动技术的优势扩展到全新行业,并创造全新商业模式。
5G标准已经定义了三大场景,eMBB、mMTC和URRLLC. 其中,eMBB对应的是3D/超高清视频等大量流移动业务宽带,mMTC对应的是大规模物联网业务,而URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低延时高可靠连接的业务。
从这些场景的定义来看,人类在5G时代的数据生活将会彻底颠覆,数据量会呈现几何式增长,高清视频、虚拟现实只是最基本的标配。
未来的世界里,每一件物体都有传感器,利用5G实现数据交互,人、花草、机器、手机、交通工具、家居用品等等都有独立的IP,一切物体都可控、交流、定位,彼此协同工作。世界上几乎所有东西都会被连接在一起,超越了空间和时间的限制。
标准先行
在移动互联网时代,最核心的技术是移动通信技术。而在通信行业,标准之争是最高话语权的争夺。一旦标准确立,将对全球通信产业产生巨大影响。
中国在2G/3G时代均处于跟随状态,从通信标准,到基层技术,再到终端设备,我们几乎全面落后于欧美,GSM不用赘述,3G时代,标准虽然有些许突破,TD-SCDMA勉强称之为由中国主导的国际标准,但依旧是孤岛技术。
但4G时代开始,中国电信业动作频频,设备商华为、中兴已经具有世界范围内的知名度,特别是华为足以抗衡思科、爱立信等国际巨头。
不久前华为在5G标准上迈出的第一步引发了世人的关注,足以说明标准的重要性。国际无线标准化机构3GPP的RAN1(无线物理层)87次会议上就5G短码方案进行讨论。三位主角是中国华为主推的PolarCode(极化码)方案,美国高通主推LDPC方案,法国主推Turbo2.0方案。最终,华为的Polar方案从两大竞争对手中胜出。
过去中国一直是跟着别人走,华为走出的第一步表明中国在移动通信领域已经开始与世界同步。从4.5G到5G,华为死盯前沿技术标准,与欧洲和拉美各国的运营商合作,不断向5G和云计算的制高点冲击。标准就是市场,就是核心技术,就是最好的品牌形象。华为的成功就来自于对标准坚持不懈的追求。
发力终端芯片
5G网络的规模商用,除了标准外,5G芯片也是关键核心。
5G的发展对整个通信产业、互联网、物联网带来更多的应用,也意味着需要更多的芯片。这对于中国芯片企业是一次绝好的良机。
4G时代,手机芯片国产化趋势较为明显,出现了一批像海思、展讯这样的国产芯片“领头羊”企业。随着5G时代到来,国产芯片将有更多技术优势。在移动芯片领域,目前紫光展讯排在世界第三位(前两位是高通、联发科)。
国内华为、中兴、展讯、大唐等也都在紧锣密鼓地开展5G芯片技术研究,但大多数都还处于5G标准化的进程中,并正在进行5G芯片的相关技术准备
国产芯片厂商展讯通信在5G方面投入较大,计划力争在2018年推出实验性5G芯片,而到2020年推出符合5G标准的芯片。展讯早在2014年便着手5G研发,在核心技术、系统方案和设计方案等方面精心布局,有明确的终端开发技术路标。截至目前,展讯的5G已进入技术方案验证阶段,终端开发已启动,首期平台也已整装待发。
展讯的计划中,最为关键和积极意义的是将5G芯片和标准同步发展,争取成为5G终端芯片商用第一梯队成员。原来技术上讲,是先定了标准,在做芯片。如果芯片和标准同步,则需要投入更多的人力和资金。前期投入了很多,一旦标准发生了变化,则会造成一定的资源浪费。目前,展讯正在寻求一些新的解决方案,使未来终端芯片具有更多灵活性,能适配标准发展变化,这样才能实现芯片和标准同步发展。
谁将引领5G时代
攀登5G技术高峰的难度很大,国内外企业都在积极竞争。目前高通、华为、中兴、爱立信等公司走在前列。
高通从2006年即开始提前研发5G,在资金投入和专利技术储备方面,高通超越了许多通信企业。高通公司在通信技术领域累计研发投入早已超过410亿美元,在2G、3G、4G时代,高通是技术标准的主要参与制定者之一,持有积累了大量专利技术。这些都是国际电信联盟在5G时代打造全球统一标准的基石。
目前,高通从芯片、技术、原型机到工程网络的各个方面都在全面引领5G发展,高通把过去在3G、4G领域的技术、经验、积累延续到5G研发之中,储备了大量成果,5G研发资金也已经投入了数十亿美元。
在5G领域,高通拥有三个方面的优势。一是高通在OFDM(正交频分复用技术,多载波调制的一种技术)和芯片领域长期处于引领地位,能够支撑高通在5G领域的标准化参与和商业化推进。
可扩展OFDM参数配置
二是高通能够完成从终端到基站再到核心网的端到端原型机,推动系统性能和功能的验证,促进标准化,支持制造商与运营商的联合演示,驱动产业的发展。
三是高通有两个重要的团队,一是着眼于早期技术的研发团队,另外一个是芯片产品开发团队。在芯片与制造商的基站、核心网对接后,高通能从端到端支持运营商优化性能,最大化运营商网络的价值。
另外一家通信巨头爱立信,2016年8月率先宣布交付了5G NR无线系统,之前的6月份,发布了5G插件,成为能提供5G接入网所有组件的首家设备供应商。
爱立信最新的5G NR空口,峰值吞吐量超过25Gbit/s。爱立信在准5G网络中引入了端到端的网络切片技术,实现网络能力的按需分配、网络连接的动态优化;同时引入云无线接入网络技术,满足不同场景的灵活部署需求。
华为2009年开始研发5G,华为表示,将投入6亿美元研发5G。在中国的IMT-2020(5G)推进组的5G技术研发试验第一阶段测试中,华为完成了大规模天线、新型多址(SCMA)新型多载波(f-OFDM)、先进调至编码(极化码)、全双工、高频段通信(73GHz)等10个测试项目。中兴则完成了大规模天线等4项技术的测试。
合作共赢5G未来
5G的成功,需要建立在全球生态链健康发展的基础上,它的快速发展需要开放合作,在竞争中合作将成为全球通信企业在5G时代发展的主要形式。在中国,工信部牵头成立了IMT-2020(5G)推进组,与国内外企业合作,统筹推动5G通信技术研发进程。中国移动、中国联通、中国电信三家运营商也在与华为、高通、大唐电信、中兴通信、爱立信等国内外公司积极开展试验合作,以期能够在商用的道路上走的更加通畅。
在国外,高通即与爱立信联合宣布,就5G技术开发、早期互操作性测试、与领先移动运营商针对特定项目进行推进而展开合作。
高通和爱立信将参与5G关键技术组件的早期试验与验证,以支持3GPP Release 15规范标准化所需的技术工作。为了使符合标准的5G网络设备和终端在3GPP Release 15规范完成后能尽快投入使用,双方还正依据3GPP规范推动互操作性测试,以支持5G新标准的迅速采用。
此外,高通、爱立信、华为、中兴等公司之间也存在专利交叉授权使用等多种合作,并在5G研发之中也互相有所交流协作。
国家战略助力5G研发
中国、美国、欧盟等国家和地区,分别发布了5G通信的实现路线图,计划在未来的两年内确定技术标准,在四五年内实现商用。
美国的运营商已早一步开始5G的有关测试、甚至进入5G试商用倒计时。Verizon在去年称,争取在2017年实现商用化,而编码采用的则是高通主导的LDPC方案。
中国与国际同步启动5G研发工作,工信部牵头成立了IMT-2020(5G)推进组,建立协同工作机制,开展5G需求、技术、频谱、标准等研究工作。
根据总体的部署,中国的5G基础研发试验在2016年-2018年进行,分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段进行。预计2020年中国启动5G商用。
毫无疑问,本土市场将会成为中国在5G时代的巨大优势,但能否把优势转化成胜势则要看相关的配套产业、通信技术、人才培养的协同发展,否则,再大的市场也只能是其他人的美味而已。
小结:5G实现数据洪流奔腾只是一个层面,真正雄心是打破传统移动通信以“人”为主的约束,通向万“物”互联的智能社会。中国以华为、中兴、展讯为代表的企业,将努力成为未来智能社会的使能者,而不仅是参与者。
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