聽！5G花開的聲音

文/高亢　郭宇靖　劉碩　杜峰

聽！5G花開的聲音

文/高亢郭宇靖劉碩杜峰

眼睛一閉一睜，一部超高清電影就已下載完畢；清晨臥室的燈和空調(diào)自動開啟；起床后，洗臉水可自動調(diào)至適中的溫度，數(shù)碼牙刷可以記錄并上傳使用者牙齒以及口腔的實時數(shù)據(jù)；戴上眼鏡，通過眼鏡片上的虛擬現(xiàn)實顯示，可以向身旁的人揮手說早安……這就是5G時代賦予人類新的“魔力”——萬物互聯(lián)。在近日舉行的第一屆全球5G大會上，我國5G推進組發(fā)布了《5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計》白皮書，這體現(xiàn)了我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的最新成果，也意味著我國從5G概念的研究已經(jīng)進入實質(zhì)推進階段——5G時代真的要來了。

5G是英文“第五代”的縮寫。在移動通信領(lǐng)域，第一代是模擬技術(shù)；第二代實現(xiàn)了數(shù)字化語音通信；第三代是人們熟知的3G技術(shù)，以多媒體通信為特征；第四代是正在鋪開的4G技術(shù)，其通信速率大大提高，標志著進入無線寬帶時代。

5G技術(shù)目前尚無明確定義，但業(yè)界認為5G并不是單一或全新的無線接入技術(shù)，而是多種新型無線接入技術(shù)和現(xiàn)有無線技術(shù)優(yōu)化集成后解決方案的總稱。

5G的特征是傳輸速度更快，如現(xiàn)在用4G網(wǎng)絡(luò)要數(shù)十分鐘才能下載的一部高清視頻，到5G時代可能只需數(shù)秒就能下載完。這將為建立“超聯(lián)通社會”奠定基石，目前尚處雛形中的物聯(lián)網(wǎng)、智能城市等概念將借助前所未有的高速無線傳輸技術(shù)變得觸手可及，智能手機在大眾日常生活中也將發(fā)揮更為重要的作用。

5G就要來了，將改變什么？

曾經(jīng)，移動電話和短信的出現(xiàn)讓人興奮不已，在地鐵或公交車里掏出彩屏手機玩游戲會被投以羨慕的眼光。雖然4G網(wǎng)絡(luò)日益普及，但用流量看視頻的仍是“土豪”，而在5G時代，眼睛一閉一睜，一部超高清電影就已下載完畢……除了網(wǎng)速快之外，它還將賦予人類新的“魔力”。

新型的5G“多址技術(shù)”可以將移動網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)量提高近百倍。目前我們的4G僅可以連接手機等少量設(shè)備，而5G網(wǎng)絡(luò)除了手機以外，還可以連接近百件設(shè)備，大到一輛車，小到一根針。

在5G物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，人們就有了“千里眼”和“順風耳”，通過掌握物品的狀態(tài)、情況和數(shù)據(jù)，從而更好地管理和操控它們。比如，小明出差忘帶了一個文件，可以立刻通過網(wǎng)絡(luò)控制家庭監(jiān)控設(shè)備找到文件，操控智能機器人掃描并傳輸給他，“隔空取物”輕松又便捷。

用中國移動研究院副院長黃宇紅的話說，就是“‘信息隨心至，萬物觸手及’離我們已經(jīng)很近了。”

近期各大車展中，自動駕駛汽車頻頻亮相。未來，汽車變成大“手機”接入網(wǎng)絡(luò)，互不干擾自動行駛，優(yōu)化道路交通，解放駕車的碎片化時間。在車內(nèi)開視頻會議、玩游戲娛樂皆可實現(xiàn)。目前，不少汽車廠商已推出實驗車型，只待5G網(wǎng)絡(luò)鋪開。

同樣，智能化生活方式已慢慢進入尋常百姓家。智能雨傘、水杯、餐具甚至智能女性衛(wèi)生棉條已陸續(xù)面世。

萬物互聯(lián)使得“手機”的概念逐漸淡化。未來以手機為代表的智能終端將呈現(xiàn)融合化、微型化和多元化發(fā)展趨勢，移動智能終端的功能將與眼鏡、手表等穿戴設(shè)備融合。

5G時代何時到來？

首屆全球5G大會由中國人召集并選擇在北京召開，這似乎說明中國的自主創(chuàng)新技術(shù)已經(jīng)有機會與業(yè)界翹楚們平起平坐。

“通過3G和4G時代的艱苦奮斗，產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的提升為5G布局打下堅實的基礎(chǔ)，我國從以往被動接受技術(shù)變?yōu)殚_始輸出技術(shù)，逐漸發(fā)展成為全球5G技術(shù)、標準、產(chǎn)業(yè)和應用服務的領(lǐng)先國家之一。”TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊透露，中國移動、華為、大唐、中興等中國企業(yè)對5G研發(fā)的投入由來已久，并走在世界前列。

取得這樣的成果，源于國家層面的高位推動。工信部通信發(fā)展司司長聞庫表示，為了把握5G的發(fā)展機遇，工信部、國家發(fā)展改革委、科技部于2013年就聯(lián)合推動成立了5G推進組，全面推進中國5G需求、技術(shù)、頻譜、標準等研究工作。

不僅如此，今年2月，國際電信聯(lián)盟啟動了5G技術(shù)評估，36歲的中國大唐集團彭瑩當選為5G技術(shù)評估組主席，成為評估和決定未來5G國際技術(shù)標準的關(guān)鍵人物之一。她的當選，使中國5G技術(shù)標準的預研工作向前邁進了一大步，并正在逐步得到世界的認可。

預計2018年首個5G技術(shù)標準將誕生。2020年我國將實現(xiàn)5G商用。我們已經(jīng)聽到5G的腳步聲。

我們?yōu)槭裁葱枰?G

在4G技術(shù)剛剛普及的今天，包括三星、愛立信、諾基亞、華為和中興等國內(nèi)外企業(yè)，都已在5G技術(shù)研發(fā)上積極跟進。據(jù)三星公司介紹，4G技術(shù)更多的是為了提升移動寬帶傳輸峰值速率和頻譜效率，目標峰值速率是1Gb?ps；而5G會在移動寬帶峰值速率上有大幅度增強，要達到20Gbps。“更為重要的是，5G是對海量連接和低時延高可靠應用兩個新應用場景的性能進行提升?！比侨驁?zhí)行副總裁、三星電子中國產(chǎn)品戰(zhàn)略及研發(fā)總裁王彤說。

現(xiàn)在，移動通信還是以人和人之間的通信為主。隨著個人所攜帶的個人設(shè)備如智能手機、平板、PC、智能手表、VR等可穿戴設(shè)備的增加，這些設(shè)備之間，這些設(shè)備與家庭物品、社區(qū)物品如公共交通和物流工具等，將來都有望實現(xiàn)連接。這樣移動通信網(wǎng)絡(luò)需要接入的連接數(shù)將是非常巨大的，對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)來講，這無疑是一個巨大挑戰(zhàn)，需要一些革新性的技術(shù)來實現(xiàn)海量連接。

在即將進入可以將一切連接起來的時代的今天，為了保障個人信息與財產(chǎn)安全，防御各種犯罪和恐怖活動，需要更高層次的安全措施。否則不僅會造成個人隱私泄露、金融財產(chǎn)損失，而且還可能威脅到自動駕駛汽車、遠程控制等相關(guān)人員的生命安全。這些如遠程醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能工業(yè)控制等應用，由于它們的特殊性，需要非?？煽康男畔鬏斠约胺浅５偷膫鬏敃r延，這些應用是傳統(tǒng)的4G系統(tǒng)無法滿足的，將會依賴于5G系統(tǒng)進行低時延、高可靠的數(shù)據(jù)傳輸。

中興通訊CTO徐慧俊表示，經(jīng)?？吹竭@樣的新聞，由于交通堵塞，急救車沒能及時將病人送到醫(yī)院。那么，怎么才能避免這樣的事情出現(xiàn)呢？中興通訊正嘗試通過無線通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)跨行業(yè)、跨區(qū)域的交通數(shù)據(jù)和業(yè)務的互聯(lián)互通，甚至對實時路況進行主動分析。把車與車之間、車與路之間，乃至更多的道路信息連起來，彼此分析各自的狀態(tài)，比如每輛車在哪里、以多快的速度在行駛、目的地是哪里、路上有沒有積水、前方有沒有紅燈等，然后得出最佳行駛方案，提供給駕駛員，甚至實現(xiàn)安全無人駕駛?！岸@些，都需要5G技術(shù)的支撐，因為我們需要盡可能多的感知和盡可能快的交互?！毙旎劭≌f。

有哪些技術(shù)取得新進展

當前，5G已經(jīng)成為國內(nèi)外通信設(shè)備巨頭們加緊搶占的一塊科技高地?！笆濉币?guī)劃綱要中，明確提出要加快信息網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)開發(fā)應用，積極推進第五代移動通信和超寬帶關(guān)鍵技術(shù)研究，啟動5G商用。

作為全球最大的移動通信運營商，中國移動從2012年就啟動了5G的相關(guān)工作，制訂了面向2020年的5G研發(fā)、規(guī)劃、候選頻率、關(guān)鍵技術(shù)研究和試驗驗證等一系列工作。中國移動副總裁沙躍家表示，在未來萬物互聯(lián)的時代，5G將縱向融合各個領(lǐng)域，如智能制造、遠程醫(yī)療、智慧交通等。從這個角度來看，5G不是封閉系統(tǒng)，而是開放的生態(tài)系統(tǒng)。為此，中國移動在2016世界移動通信大會上成立了5G聯(lián)合創(chuàng)新實驗室。沙躍家預計全球第一個5G網(wǎng)絡(luò)很有可能會在亞洲出現(xiàn)。

在今年2月份的2016世界移動通信大會上，中興通訊獲得了“最佳移動技術(shù)突破獎”和“CTO推薦獎”兩項大獎。其大規(guī)模天線陣列、超密集網(wǎng)絡(luò)、多用戶共享接入、高頻通訊和云感知軟網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，被評委們稱為“移動寬帶演進上的顛覆性創(chuàng)新”。特別是中興創(chuàng)新的軟空口技術(shù)，使得運營商具有了從4G到5G的平滑升級能力，可以利用已具備商用條件的部分5G技術(shù)，為4G用戶提供接近5G的接入體驗。有關(guān)專家指出，這可以將運營商的5G商用時間提前4年甚至更久，而且在未來網(wǎng)絡(luò)升級時，設(shè)備還可以接著用。按照中興通訊的計劃，2016年就有可能在全球規(guī)模部署數(shù)張試商用網(wǎng)絡(luò)。

在5G標準化工作方面，三星加入了3GPP和ITU等全球標準化組織，也在積極推動與政府（如中國的IMT2020推進組、韓國千兆項目、歐洲5G-PPP）及各種領(lǐng)先研究機構(gòu)之間的合作。三星電子目前已擁有一系列5G核心技術(shù)的創(chuàng)新成果，包括先進的5G毫米波通信技術(shù)平臺和多連接解決方案?！白鳛闉閿?shù)不多的能夠提供5G端到端解決方案的企業(yè)，三星希望能夠?qū)ξ磥碇袊?G，在網(wǎng)絡(luò)、終端以及芯片方面都作出積極的產(chǎn)業(yè)化貢獻。”三星全球執(zhí)行副總裁王彤說。

在5G時代，萬物互聯(lián)將會變?yōu)楝F(xiàn)實，所有家用電器、健康監(jiān)測終端、智能終端等都會實現(xiàn)互聯(lián)，并引發(fā)如醫(yī)療、汽車、工業(yè)、交通等行業(yè)的變革。在5G時代，1km2內(nèi)甚至可以同時有100萬個網(wǎng)絡(luò)連接，屆時人們將會通過無線享用超高清視頻、快捷的云服務、遠程醫(yī)療檢查和治療、智能駕駛和無人駕駛等。在工業(yè)領(lǐng)域，依托5G高可靠、低時延的信息傳輸，智能制造將成為可能。

5G標準劍指何方？

隨著4G的成熟，加速發(fā)展5G已成國際社會的共識。第一屆全球5G大會（The1stGlobal5GEvent）日前落下帷幕，這次由中歐美日韓5G推進組織首次跨區(qū)域合作召開的大會，第一站選擇在北京舉行，意味著在5G時代，中國將會扮演極為重要的角色。在本次大會上，我國的I.T-2020（5G）推進組發(fā)布了《5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計》白皮書，從系統(tǒng)設(shè)計和組網(wǎng)設(shè)計兩個角度深入分析，提出了新型5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計方案。中國強勢介入制定5G全球統(tǒng)一標準，從通信技術(shù)3G、4G時代的跟隨者成為5G時代的引領(lǐng)者，有望帶動信息產(chǎn)業(yè)新一輪技術(shù)升級。

5G標準制定卡位戰(zhàn)打響

不同于4G及其以前的通訊技術(shù)，5G時代有望形成全球統(tǒng)一的標準，技術(shù)、標準將掌握真正的話語權(quán)。在這場全球頻譜標準制定的角逐中，中國正在謀求主導權(quán)，國內(nèi)運營商、設(shè)備商等都在加快5G研發(fā)布局，與國際廠商進程相當。

在5月31日召開的“第一屆全球5G大會”上，中國移動通信研究院首席科學家易芝玲博士表示，2017年底，中國移動將會擁有窄帶物聯(lián)網(wǎng)的部署。易博士透露，中國移動已經(jīng)基本上完成了第一階段關(guān)鍵技術(shù)的測試；現(xiàn)在開始第二階段系統(tǒng)概念的測試；2018年中國移動的5G研究會進入第三階段，2020年將實現(xiàn)5G商用。

中國聯(lián)通近日也與華為在國內(nèi)開展了5G實驗室以及外場聯(lián)合測試，對5G的頻譜及組網(wǎng)進行了技術(shù)驗證，重點關(guān)注3.5G頻段Massive MIMO技術(shù)的組網(wǎng)及性能評估。中國聯(lián)通與華為的5G聯(lián)合測試成功，進一步加強了雙方在5G領(lǐng)域的開放合作、聯(lián)合創(chuàng)新，也將有力推動5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，華為已完成中國5G技術(shù)研發(fā)試驗第一階段無線測試，2016年6月份將啟動第二階段連續(xù)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基站性能測試。

除了華為，中興通訊也在卡位5G標準，加快推動5G產(chǎn)業(yè)鏈成熟。2016年5月，中興通訊全面參與了IMT-2020（5G）推進組的大規(guī)模5G系統(tǒng)試驗，當月即完成第一階段單點技術(shù)驗證，也是首家完成高頻測試的企業(yè)。在“第一屆全球5G大會”上，中興通訊首席科學家向際鷹首次提出了新型多址和波形技術(shù)，包括MUSA（多用戶共享接入）、FB-OFDM（子載波濾波OFDM）、UAI（統(tǒng)一空口）、Massive MIMO等技術(shù)，這些都是中興通訊在5G領(lǐng)域的標簽技術(shù)。

目前，中興通訊還與中國移動、德電T-Mobile、日本軟銀、韓國KT和馬來西亞U Mobile等運營商簽訂了5G戰(zhàn)略合作協(xié)議。

我國在5G起步階段獲得先機

4G方興未艾，5G腳步漸近，多重利好政策讓中國在5G起步階段部署上獲得先機。

5G搶先機，政府要更積極，中國從政府到企業(yè)都在積極參與規(guī)則的制定?！吨袊圃?025》對全面突破5G技術(shù)做出了部署和安排；國務院發(fā)布的《“十三五”規(guī)劃綱要》中明確提出，要積極推進5G發(fā)展，在2020年啟動5G商用。5G推進方面，在中國863計劃和國家科技重大專項對5G的支持下，中國從2014年開始，相繼完成了總體的技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、頻譜等研究。2013年2月，工信部、發(fā)改委和科技部共同支持產(chǎn)業(yè)界成立了IMT-2020（5G）推進組，協(xié)同開展5G研發(fā)和國際合作。今年1月，由國內(nèi)外企業(yè)參加的中國5G技術(shù)研發(fā)試驗正式啟動，這是我國首次與國際標準組織同步啟動對新一代移動通信技術(shù)測試和驗證，將有力推動5G標準形成和完善。目前，我國IMT-2020 5G推進組組織的“中國5G技術(shù)研發(fā)試驗”正在有序開展，將在3.4GHz-3.6GHz頻段進行5G試驗。

一個國家要想在5G時代領(lǐng)先，需要先進技術(shù)的積累。3G、4G時代的積累為我國5G的發(fā)展做了鋪墊。據(jù)悉，早在2007年底，由大唐電信和中國移動等中國企業(yè)提出，聯(lián)合了20多家國際企業(yè)提交的TD-LTE標準，就在國際標準組織3GPP中正式被確定為唯一的LTE-TDD標準。此外，華為、中興等通信企業(yè)也積累了大量的專利，讓中國在5G技術(shù)領(lǐng)域有了足夠的儲備。

而中國在4G上的發(fā)展速度、用戶基數(shù)、信息應用產(chǎn)業(yè)鏈培育等為5G的快速推進奠定了基礎(chǔ)。工信部部長苗圩在參加第一屆全球5G大會時表示，中國目前已經(jīng)建成了全球最大的4G網(wǎng)絡(luò)，基站的規(guī)模數(shù)超過了200萬個，用戶數(shù)更是突破了5億，截至2015年底，中國已經(jīng)擁有了6.88億網(wǎng)民，網(wǎng)民的普及率達到了50.3%，全年移動互聯(lián)網(wǎng)接入的流量超過了400萬T，同比增長了103%。中國通信領(lǐng)域企業(yè)的快速崛起，巨大的用戶規(guī)模和得天獨厚的市場優(yōu)勢，讓中國在5G時代將扮演更為重要的角色。

5G時代我國信息產(chǎn)業(yè)彎道超車迎良機

TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊表示，“通過3G和4G時代的艱苦奮斗，產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的提升為5G布局打下堅實的基礎(chǔ)，我國從以往被動接受技術(shù)變?yōu)殚_始輸出技術(shù)，逐漸發(fā)展成為全球5G技術(shù)、標準、產(chǎn)業(yè)和應用服務的領(lǐng)先國家之一。”2020年，我國將實現(xiàn)5G商用，這將為信息產(chǎn)業(yè)的彎道超車帶來良機。機構(gòu)認為，5G移動通信技術(shù)未來將廣泛應用于車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、移動云、物聯(lián)網(wǎng)和新一代娛樂（虛擬/增強現(xiàn)實、真實3D、全息）等新興產(chǎn)業(yè)。

相較于3G到4G網(wǎng)速的進步，5G已經(jīng)不能用簡單的技術(shù)升級概念來概括。5G網(wǎng)絡(luò)速度到底有多快？根據(jù)目前實驗室階段的數(shù)據(jù)，應用5G網(wǎng)絡(luò)，每秒下載1GB的文件不成問題，一部高清藍光電影可能只需4s即可下載完成。5G網(wǎng)絡(luò)速度、覆蓋能力的升級對于信息消費、消費電子終端產(chǎn)品、信息應用等都將帶來顛覆性影響，能夠滿足消費者對虛擬現(xiàn)實（VR）、超高清視頻等更高的網(wǎng)絡(luò)體驗需求。

超高速網(wǎng)絡(luò)普及升級帶動多個新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其中，包括虛擬現(xiàn)實、視頻直播、4K超高清等在內(nèi)的泛娛樂視頻產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。日前，中興通訊展示了自己獨創(chuàng)的Pre5G Massive MIMO解決方案，它能將部分5G關(guān)鍵技術(shù)應用于4G商用網(wǎng)絡(luò)，能將20M帶寬的潛能發(fā)揮到極致，提升現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)頻率，同時兼容現(xiàn)有終端，成為高清視頻和移動VR的最佳承載，有望引領(lǐng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)新升級。

除了網(wǎng)速快之外，5G還將實現(xiàn)萬物互聯(lián)。業(yè)界認為，未來物聯(lián)網(wǎng)會有非常大的轉(zhuǎn)變，汽車、電腦等家庭終端都將成為5G的載體，并實現(xiàn)工業(yè)、交通等行業(yè)的變革。人們將會通過無線享用超高清視頻、快捷的云服務，實現(xiàn)所有家用電器、健康監(jiān)測終端、智能終端的萬物互聯(lián)。目前更多停留在概念階段的技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實、無人駕駛、機器人手術(shù)等，有望真正應用到生活中。5G網(wǎng)絡(luò)將為我國多個行業(yè)轉(zhuǎn)型提供機遇，并有望實現(xiàn)信息產(chǎn)業(yè)的彎道超車。

5G商用何時到來？

隨著“2020年5G網(wǎng)絡(luò)正式商用”的預期漸強，行業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)均開始加速在5G領(lǐng)域的布局。目前三大運營商均已制定了2020年啟動5G網(wǎng)絡(luò)商用的計劃，最快將于明年展開試驗網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和相關(guān)測試。如果前期工作進展順利，三大運營商將有可能在2018年開始投入5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，到2020年正式啟動商用。

業(yè)內(nèi)普遍預計到2020年，包括中國、美國、日本、歐洲在內(nèi)的眾多國家將正式啟動商用5G網(wǎng)絡(luò)。在這一預期下，包括電信運營商、電信設(shè)備制造商和手機芯片制造商在內(nèi)的行業(yè)企業(yè)均開始加速在5G領(lǐng)域的布局。

業(yè)內(nèi)普遍認為，5G網(wǎng)絡(luò)一旦正式商用，將有望撬動規(guī)模達萬億元的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。多個市場機構(gòu)表示，車聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、智能家居和無人機等典型的物聯(lián)網(wǎng)細分行業(yè)在技術(shù)和應用層面已相當成熟，但現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的通訊能力大大限制了上述產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著5G的正式商用，網(wǎng)絡(luò)問題將迎刃而解，上述產(chǎn)業(yè)將迎來快速發(fā)展期，人工智能、智能制造等產(chǎn)業(yè)也將隨之崛起。

2G時代，我們幾乎都是在跟隨，無論市場產(chǎn)品還是技術(shù)標準全都被國外壟斷；3G時代，我們雖有起色，但因為基礎(chǔ)薄弱，緊追慢趕還是比先進國家落后了一大截；從4G開始，我們“另起爐灶”，依靠自主創(chuàng)新和經(jīng)濟實力，當西方人沉浸在發(fā)明4G的喜悅中時，卻發(fā)現(xiàn)中國人幾乎同時推出自己的4G，并成為國際兩大移動通信標準之一，躋身標準制定者行列。為迎接即將到來的5G時代，我國的第13個五年規(guī)劃明確提出，要積極地推進5G的發(fā)展。2020年提供5G的商用。而“中國制造2025”就是對全面突破5G的技術(shù)作出的最周密部署和期待。

（文章源自高新網(wǎng)）