5G“跑步進場”，六問5G

文/陶春

5G“跑步進場”，六問5G

文/陶春

十九世紀六十年代，蜂窩移動通信誕生。1973年，“手機之父”馬丁·庫帕用研發(fā)的手機在大街上給競爭對手貝爾實驗室打了第一個移動電話，歷經(jīng)10年，第一代便攜式手機“大哥大”終于走向商用；1991年，第一個GSM電話打通；1999年，UMTS R99發(fā)布，移動通信走向?qū)拵В?009年，第一個4G LTE網(wǎng)絡正式商用，全業(yè)務走向IP化；2014年，全球4G LTE部署正熱，如今，5G和我們越來越近。

5G，你知道全球都看好你嗎？

環(huán)顧全球的動向，歐洲早已對5G摩拳擦掌。例如，2016年9月14日，歐盟委員會正式公布了5G行動計劃（ 5G for Europe: An Action Plan）。本次5G行動計劃的正式公布，意味著歐盟進入試驗和部署規(guī)劃階段，同時也被視為對早先美國公布5G計劃的一個回應。

據(jù)《人民郵電報》的報道，歐盟委員會的這個行動計劃給出了比較完整的時間表：2017年3月公布具體的測試計劃，并開始測試。年底之前制定出完整的5G部署路線圖；2018年開始預商用測試；2020年各個成員國至少選擇一個城市提供5G服務；2025年各個成員國在城區(qū)和主要公路、鐵路沿線提供5G服務。

同時，受到美國FCC對mmW頻段劃分方案公布的影響，歐盟也在積極推動。具體目標是，在2016年年底之前提供臨時頻率供測試使用，測試頻率需要同時包含1GHz以下、1～6GHz和6GHz以上。在2017年年底之前確定6GHz以下和毫米波的頻率劃分，以支持高低頻融合的5G部署。此外，該計劃還建議5G網(wǎng)絡設計和部署時降低市場進入門檻，鼓勵更多的創(chuàng)業(yè)公司參與并創(chuàng)建新的生態(tài)環(huán)境。

對于5G的熱衷，不僅僅是歐洲，全球都正“跑步進場”。據(jù)報道，美國通信巨頭Verizon（收購雅虎）計劃2016年啟動5G外場試驗；韓國將于2018年在平昌冬奧會試用5G商用；歐盟預計2018年啟動5G技術試驗；日本計劃在2020年東京奧運會之前實現(xiàn)5G的商用。

看到這里，如果以為這只是一場近期才熱的“短跑大賽”，那你錯了，其實，各國早已卯著勁地醞釀已久。一起看一組數(shù)據(jù)。還是以歐盟為例，2013年12月，歐盟簽署了“5G Infrastructure Association”并建立 5G合作項目框架——5G PPP。其中歐盟出資7億歐元，由工業(yè)界至少配套出資30億歐元，共同推動5G的研發(fā)和部署。隨后三年中，歐盟與巴西、中國、日本和韓國分別簽署了5G合作研發(fā)協(xié)議。在與中國的合作協(xié)議中，既包括研究、標準制定的合作，還包括測試方面的全面合作。

5G,你為何成為香餑餑？

為何各國對5G如此重視呢？兩個字——收益。毫不夸張地說，5G將為歐洲帶來超千億歐元社會經(jīng)濟效益。這不是隨便報出的數(shù)，而是有一份詳細的報告進行支撐。歐盟發(fā)布了一項關于5G部署成本和將帶來的社會經(jīng)濟效益的研究報告。2015年5月歐盟啟動的這項研究，目的是“希望更好地了解5G網(wǎng)絡在健康和交通等新領域的經(jīng)濟影響潛力，并掌握5G網(wǎng)絡在社會效益潛能方面的更多信息。”

報告顯示，到2020年，歐盟成員國部署5G的投資將達到560億歐元，但到2025年由此帶來的社會經(jīng)濟效益將達到每年1131億歐元，并同時為歐盟各國創(chuàng)造230萬個工作崗位，以及5G滲漏效應帶來的1410億歐元利好。

研究計算出，到2025年，5G將帶來625億歐元的直接社會經(jīng)濟效益，其中汽車（138億歐元）、醫(yī)療保?。?1億歐元）、交通運輸（51億歐元）和公共事業(yè)（7.75億歐元）受益最大。同時，進一步在智慧城市（81億歐元）、智慧家庭（13億歐元）、工作場所（306億歐元）和城市以外地區(qū)（106億歐元）四大類環(huán)境產(chǎn)生共506億歐元利好。將這兩項利好相加得出5G將為歐盟帶來每年1131億歐元的社會經(jīng)濟效益。

中國Polar的勝出，為何舉國振奮？

當然，對于5G的熱衷，我國怎么會缺席呢？事實上，我國的企業(yè)已在5G領域深耕多年。2016年11月，《人民日報》微博爆出一條關于5G的消息，“美國時間11月17日，國際無線標準化機構3GPP的RAN1 87次會議，中國華為的PolarCode(極化碼)方案，最終戰(zhàn)勝美法，成為5G控制信道eMBB場景編碼方案?！迸c此同時，負責我國5G試驗的IMT—2020（5G）推進組也宣布，中國5G技術研發(fā)試驗第二階段技術規(guī)范正式發(fā)布，5G技術研發(fā)試驗第二階段測試將針對各廠商面向5G移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)不同應用場景的技術方案進行驗證。

不得不承認這是一個舉國振奮的消息。媒體嘩然，認為我們拿下了5G時代。輿論認為，在3G、4G時代，有美國、歐盟、中國等不同的網(wǎng)絡制式，到了5G時代，消費者只需要一種制式的手機。

根據(jù)目前技術發(fā)展趨勢，5G將形成全球統(tǒng)一融合的單一標準。這意味著，如果我國企業(yè)提出的相關標準在整個5G標準中所占比例越大，在未來5G和相關各類新一代信息技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上，我國企業(yè)就能獲得更大的全球產(chǎn)業(yè)競爭力和市場份額。恰在這關鍵的時候，我國主推的PolarCode，正式成為5G重要的編碼方案之一，有助于我國獲得5G標準和產(chǎn)業(yè)的主導權。

誤區(qū)的解讀

Polar碼不是華為的，LDPC也不是高通的。它們的背后都是和偉大的數(shù)學家相關。LDPC碼是由MIT的教授 Robert Gallager在1962年提出，這是最早提出的逼近香農(nóng)極限的信道編碼，不過，受限于當時環(huán)境，難以克服計算復雜性，隨后被人遺忘。直到1996年才引起通信領域的關注。后來，LDPC碼被WiFi標準采納。Polar碼是由土耳其比爾肯大學教授E. Arikan在2007年提出，2009年開始引起通信領域的關注。

所以，通俗地講，信道編碼是數(shù)學家們原創(chuàng)出理論，通信是在他們的理論基礎上不斷研究試驗，使之落地于實際應用。綜上所述，中國通信企業(yè)在通信標準上撼動國際巨頭還需時日，然而，我國Polar碼的勝出，對于國際地位的提高起到相當重要的作用。

我們真的拿下5G時代了嗎？

然而，隨著輿論的持續(xù)發(fā)酵，自媒體上的吼聲越來越高漲：“華為碾壓高通”“拿下5G時代”“世界5G技術標準，中國定！”等等，并在朋友圈刷屏。對此，華為polar碼的主要貢獻者萬蕾博士在微信中呼吁大家理性看待這件事。

與此同時，業(yè)內(nèi)也傳出“需冷靜”的聲音。有媒體認為，事實上，雖然華為拿下了控制信道eMBB場景編碼的最終解決方案，但這并不意味著華為就已經(jīng)“拿下了5G”。一方面，據(jù)報道，Polar碼主要推動與支持的廠商不光只是華為，還有中興、烽火、大唐、中國移動、中國電信、中國聯(lián)通、宏碁、海能達、聯(lián)想等中國廠商。另一方面，在推行5G技術上，華為以及國內(nèi)企業(yè)還有很長的路要走。

我們有必要一起來認識高通。根據(jù)《第一財經(jīng)日報》的數(shù)據(jù)，曾經(jīng)高通公司在其擁有的CDMA、WCDMA和LTE無線通信標準必要專利組合的國內(nèi)市場份額為100%；CDMA、WCDMA和LTE無線通信終端基帶芯片的市場份額也超過了50%，具有絕對的市場支配地位。

獨立電信分析師付亮在接受媒體采訪時提出這樣的觀點，“確定使用Polar碼標準，是全球互相妥協(xié)，相互博弈的結果?！睋?jù)專業(yè)人士介紹，其實，eMBB只是5G應用的其中一個場景。因為，3GPP定義了5G三大場景：eMBB(增強移動寬帶，對應的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務)、mMTC(大連接物聯(lián)網(wǎng)，對應大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務)和URLLC(低時延、高可靠通信，對應無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務)。

從這次的3GPPRAN187次會議上看，選中華為推薦的Polar碼是5G eMBB場景中控制信道的編碼方案，本次采納的編碼方案是針對其中eMBB場景，后續(xù)還將決定URLLC場景和mMTC場景的信道編碼方案。所以，后面的路還很長，自媒體筆下的“碾壓高通”與現(xiàn)實不符，只能說是平分秋色。

5G時代，我們將迎來什么改變？

據(jù)預測，截至2016年年底，全球智能手機用戶數(shù)將達到39億，90%的用戶采用3G和4G網(wǎng)絡。到2022年，智能手機用戶數(shù)預計將達到68億，超過95%的用戶采用3G、4G以及5G網(wǎng)絡。隨著設備的數(shù)量在不斷地增加，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的激增，加上人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等等，因此，背后需要提供強大且穩(wěn)定的網(wǎng)絡支持。

所謂移動通信5G，G是英文單詞“generation”（第x代）的縮寫，5G就是第五代移動通信技術。5G不只是下一代的移動寬帶網(wǎng)絡，它能服務于更多的使用場景。

它能給我們帶來什么變化呢？有人這么形容，“如果我們用上了5G手機，在那么快的網(wǎng)絡里，就不用每到一個地方就去尋找WiFi了，用戶可以無縫、平滑地在任意空間過渡，省去了切換網(wǎng)絡、輸入密碼等繁瑣步驟，WiFi很可能將會‘消亡’。”據(jù)報道，5G的速率將達到10～50Gbps甚至更高。目前我們正在使用的4G網(wǎng)絡的速率在100～150Mbps之間，5G網(wǎng)絡的速率大概是4G網(wǎng)絡速率的100倍以上。

《人民日報》的文章這么形象地描述：4G時代下載一部2GB大小的高清電影需要5.3分鐘，5G時代，人們將縮減至6.4秒甚至更快。但實際上，5G不僅僅是快。伴隨著5G技術的發(fā)展，人類有可能進入萬物互聯(lián)的超級全聯(lián)接時代。

隨著“萬物移動互聯(lián)”逐漸變成現(xiàn)實，移動數(shù)據(jù)流量在未來數(shù)年內(nèi)將呈井噴式增長，預計到2020年流量將增長1000倍。因此5G也常被稱為“面向2020年的新一代移動通信系統(tǒng)”，是從聯(lián)接人到聯(lián)接物的萬物互聯(lián)的關鍵技術。當萬物互聯(lián)成為現(xiàn)實，未來的終端將不僅僅是手機，手表、眼鏡、汽車后視鏡、電腦等都可以成為終端。

同時，在3G、4G時代，我們在購買手機終端的時候，總會面臨WCDMA、TDSCDMA、CDMA2000、TD-LTE、FDD-LTE等各種制式的選擇。也直到最近一年，所謂“全網(wǎng)通”手機才開始大量出現(xiàn)，但其價格普遍較高。而到了5G時代，由于現(xiàn)有各參與方均力推統(tǒng)一制式，未來5G技術標準將有望實現(xiàn)單一制式的標準。所以，手機終端及網(wǎng)絡設備成本將大幅度下降，從而進一步促進資費的下降。

邁向商用的那一步還有多遠？

業(yè)內(nèi)普遍認為，國內(nèi)外企業(yè)在5G領域的競爭結果，最終將由5G網(wǎng)絡的商用情況決定。多個市場機構預測，車聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、智能家居、無人機等典型的物聯(lián)網(wǎng)細分行業(yè)，在技術和應用層面上已相當成熟，但現(xiàn)有4G網(wǎng)絡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)絡問題將迎刃而解。

在意識到5G影響著未來的創(chuàng)新和應用后，華為、中興通訊、愛立信、高通等全球領先企業(yè)和電信運營商都在研究5G和進行商用測試。目前歐盟、中國、美國、日韓等區(qū)域和國家也在推動5G的發(fā)展。

事實上，我國早已制定了5G網(wǎng)絡的商用路線圖。據(jù)《經(jīng)濟參考報》的消息，我國5G網(wǎng)絡商用時間表已正式出爐。根據(jù)工信部、中國IMT-2020（5G）推進組（以下簡稱“5G推進組”）的工作部署以及三大運營商的5G商用計劃，我國將于2017年展開5G網(wǎng)絡第二階段測試，2018年進行大規(guī)模試驗組網(wǎng)，并在此基礎上于2019年啟動5G網(wǎng)絡建設，最快2020年正式商用5G網(wǎng)絡。

每一代聯(lián)接技術都將產(chǎn)生巨大的紅利?！度嗣袢請蟆返奈恼伦龀鋈缦聲诚?，“5G時代，人和人、人和物、物和物都將連成一體。無處不在的實時視頻分享、隨時隨地云接入、虛擬現(xiàn)實、3D息影等都將成為現(xiàn)實。手表、眼鏡、牙刷、球鞋、自行車等個人物品，城市的停車位、垃圾箱、廣告位、路燈等基礎設施，都可以連成一體。工廠里的轉(zhuǎn)運箱、叉車、機器人都將聯(lián)接到移動網(wǎng)絡，從自動化走向信息化和智能化。5G將加速許多行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、自動化、交通運輸和大數(shù)據(jù)等領域的新用例?！?/p>

專家認為，當前，全球物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)是70億，到2022年預計將有約290億臺聯(lián)網(wǎng)終端，其中約180億物聯(lián)網(wǎng)終端。這一巨大的變化將會影響人們對網(wǎng)絡的使用方式以及網(wǎng)絡的建設方式，并對行業(yè)產(chǎn)生更深刻的影響?！叭f物互聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)時代也將隨著5G的到來成為現(xiàn)實。

（本文綜合多家媒體信息匯編）