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文 / 王云辉,作者微信公众号:科技杂谈(keji_zatan)

过去30多年来,移动通信已从根本上改变了世界。

从1980年的开始出现的模拟通信(大哥大),1990年开始商用的2G,本世纪初开始商用的3G,一直到2010年开始商用的4G,无线通信技术每十年就会出现一次飞跃。

对我们来说,这种飞跃的切身感受是什么?

1G:只能打电话

2G:在线看小电影.txt

3G:在线看小看影.jpg

4G:在线看小电影.avi

而在2020年,我们也将迎来新一代的移动通信:5G。

那么,5G又将为人类社会带来怎样的革命性创新?

一、如果要用一个词来归纳5G带来的改变,普遍的观点是:万物互联或新一轮的”工业革命”

比起前几代网络,5G将是一个与以前有巨大差异的,新形态的通信网络。它将拥有更强大的统一平台,来连接新的行业和设备,并催生新的服务,从而有助于创建一个万物连接的架构。

当前,虽然5G技术还在各家厂商的研发与争论中逐步发展,但5G最重要的一些场景与指标,业内已基本达成了共识。它主要包括以下三方面:

【增强型移动宽带】

它意味着更快的数据速度、更高的峰值速率和更高的容量。就像4G出现对3G服务的提升性质一样。

根据预测,到2020年,全球移动流量至少将达到2010年的120倍,几乎是2015年的10倍,达到366.8 EB,其中75%流量来自视频。这样庞大的数据规模,尤其是在人口集中的流量高地,将超出4G网络的极限,只能依靠5G承载。

高速是5G网络的主要特性。对比4G商用网络百兆量级的峰值速率,5G的数据速度可能会达到5Gbps或者10Gbps,每个用户也都能享受到百兆甚至千兆级别的传输速度。

【海量物联网】

在5G时代,网络连接的将不只是电脑、手机等终端,还有更多各种各样的物体:可穿戴设备、智能电表、停车计费表、智能家电、智能生产线、农业基地……只要有需要,从微小的传感器到高度复杂的机器,几乎所有物体都将联网。

据分析公司预测,到2020年,广义的”联网终端”数量将达到250亿~500亿部。专家则称,到2030年,移动互联网将使所有行业实现智能化。

但主要用于手机连网的4G网络,并不支持如此之多的海量设备。

5G才会是连接这些不同物体,并处理相关信息数据的统一网络。在5G时代,单位覆盖面积内支持的设备接入数目将极大增长,甚至在1平方公里内,可同时有超过10万个网络连接,其中绝大多数都是各种数据量少的物联网设备。

【关键业务型控制】

在很多时候,超快速的网络并不是人们唯一的需求,也许他们更迫切的需求是:极高的可靠性和极低的时延。

比如工业自动化、无人汽车、无人机等设备的实时操控,或是实时的远程医疗手术,以及紧急通信等更多高价值场景的需求,都需要兼顾安全性与可靠性。4G网络无法满足这样的时延条件。而在5G环境下,时延将被降低到5毫秒甚至更低–这已经接近人力反应的极限。

二、不过,我们在迎接5G的同时,也并不会立刻放弃4G。

从技术角度来看,通过LTE-Advanced Pro和Pre5G,实现4G向5G的平滑演进,才是大势所趋。

目前,5G的路线图还并不清晰,它更有可能是Massive MIMO、毫米波mmWave、SDN/NFV/OpenFlow、small Cell/Multi-RAT、SON自组网、D2D等关键技术的多技术组合。

每一项技术都在从4G向5G前进的过渡阶段独立发展,向前演进,甚至部分先期验证,最终通过统一的空口标准,在5G完成合流。

目前,这些5G技术已进入技术研发和标准化准备的关键时期,ITU已完成第五代移动通信定名、愿景及时间表等关键内容,并已全面启动5G标准前研究。

这意味着,在4G上拥有强大实力的厂商,同样有望成为5G的领导者。

(5G技术时间表)

三、业界为迎接5G的到来,都在做什么?

目前,华为、中兴、爱立信、三星、诺基亚、思科等各家厂商以及运营商也都已加紧布局5G。那么,还有很多人在关心,在3G/4G阶段拥有最多领先技术和知识产权的高通,在5G又有哪些布局,它是否能够继续制霸?

从时间上看,从2006年开始,高通就已经投入了5G的前瞻性研发,包括技术的标准化。高通在3GPP组织里面参与的讨论页是非常活跃的,来推动5G标准的讨论、规划与制定。

同时高通还非常关注5G网络各个方面的技术研究。在今年年初的MWC上,高通跟爱立信就5G技术开发、早期互操作测试,以及领先移动运营商针对特定项目而展开合作,其中很重要的一点就是双方参与5G关键技术组件的早期试验与验证,以支持3GPP Release15规范标准化所需的技术工作。

同样是在MWC期间,中国移动联合高通、爱立信、华为、诺基亚、中兴通讯、大唐、英特尔、是德科技、海尔、海信和首钢等正式启动5G联合创新中心,共同拓展5G新市场,迎接5G带来的重大机遇。可以看出,推动5G的发展,需要集产业之力。显然,高通也十分清楚地认识到这一点,也正在就5G加强产业合作,同合作伙伴一起从不同角度深入5G的研发与测试。

那么,具体而言,这一无线领军企业的5G技术之路到底是如何走的呢?据公开资料显示,高通已经在同业界合作开发多项5G关键技术。

(1)设计基于优化OFDM波形的统一空口,以及具有灵活框架的多址接入。这样可从低频频段扩展至毫米波、从宏站部署扩展至本地热点,并从开发之初便支持授权、非授权和共享授权频段。

(2)定义了一个灵活的网络架构,使5G网络运营商与OTT服务商能够快速高效打造定制化服务,满足极富变化的5G用例,完成从低成本热点到广域移动部署的扩展。

(3)于去年展示了能够实现极致移动宽带体验的5G技术关键–毫米波(智能波束形成和波束跟踪技术)。通过使用毫米波频段,在比10美分硬币更小的面积上安装32天线阵,实现智能波束斌形和波束跟踪,即便设备被移动、射频信道条件发生变化,也能够得到相对稳定的信噪比(SNR)。

(4)与合作伙伴一起通过LTE-Advanced Pro继续引领4G演进,将4G技术潜力和投资发挥至最大效益。在MWC前夕,高通推出了移动行业首款千兆级LTE调制解调器骁龙X16,这也是移动行业首款商用的LTE Advanced Pro调制解调器。而业界也普遍认为,骁龙X16不仅模糊了有线和无线宽带的界限,更代表了迈向5G的重要一步。

随着5G竞争的逐渐升温,通过3GPP标准组织,高通也正与其他厂商共同推动5G技术的标准化进程,将以上创新技术拓展到整个上下游产业链中,并预计于2020年左右实现其商用部署。

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