5G標(biāo)準(zhǔn)到2018年將形成第一個(gè)版本，為了滿足未來(lái)5G“信息隨心至萬(wàn)物觸手及”的發(fā)展目標(biāo)，當(dāng)前信息通信行業(yè)對(duì)5G技術(shù)研發(fā)體現(xiàn)了極大的熱情，通信設(shè)備企業(yè)也針對(duì)5G關(guān)鍵技術(shù)加大創(chuàng)新力度，出現(xiàn)了一些革命性的技術(shù)，并很可能就是未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。推動(dòng)統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)基本成為業(yè)界共識(shí)，在這場(chǎng)全球“技術(shù)選美”中，創(chuàng)新與融合、博弈與妥協(xié)將貫穿始終。

中興通訊打造標(biāo)簽技術(shù)

日前，由IMT-2020（5G）推進(jìn)組聯(lián)合歐盟5G PPP、韓國(guó)5G論壇、日本5GMF和美國(guó)5G Americas共同主辦的第一屆全球5G大會(huì)在北京舉行。中興通訊首席科學(xué)家向際鷹博士在會(huì)上發(fā)表了“Commit to Global 5G Ecosystem”的演講，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)，并呼吁與行業(yè)共同推動(dòng)5G健康發(fā)展。

以革命性技術(shù)打造中興標(biāo)簽

中興將這次提出的多址技術(shù)MUSA、新波形技術(shù)FB-OFDM，包括以前提出的LDPC編碼技術(shù)看作是中興的標(biāo)簽技術(shù)。

多址和波形技術(shù)是無(wú)線通信制式的基石，技術(shù)門檻高。向際鷹在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，中興提出的多址技術(shù)MUSA相對(duì)于4G是革命性的，是在非正交的網(wǎng)絡(luò)里采用簡(jiǎn)單的復(fù)數(shù)多元短碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，去掉了接入過(guò)程，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)非常大好處的同時(shí)也有巨大的復(fù)雜性，巨大的好處體現(xiàn)在：在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上用戶量可以增加3到6倍，這將大幅提升物聯(lián)網(wǎng)的連接用戶數(shù)和效率。FB-OFDM則通過(guò)簡(jiǎn)單的Poly-phase濾波器，實(shí)現(xiàn)了逐個(gè)子載波級(jí)別的濾波，提升帶外抑制能力20dB以上。

“我們同時(shí)大大簡(jiǎn)化了計(jì)算的復(fù)雜性。”向際鷹表示，“我們公司三個(gè)提案最大特點(diǎn)就是簡(jiǎn)化復(fù)雜性，比如我們提出的子載波濾波技術(shù)，有1200個(gè)子載波，如果不做簡(jiǎn)化，這個(gè)運(yùn)算量是一個(gè)子載波的1200倍。現(xiàn)在我們通過(guò)一個(gè)加窗技術(shù)，使1200個(gè)運(yùn)算變成一步運(yùn)算，使我們用很小的代價(jià)達(dá)到了最好的性能。”

“按照一般規(guī)律復(fù)雜度考慮都在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)后期，但往往等到發(fā)現(xiàn)運(yùn)算特別復(fù)雜的時(shí)候，已經(jīng)沒(méi)有辦法再改了，諸如高功耗這樣的問(wèn)題就會(huì)產(chǎn)生，我們也碰到過(guò)那種性能好但很復(fù)雜的理論，這些理論常常只能做一個(gè)原型機(jī)，在產(chǎn)業(yè)化時(shí)碰到很多困難。”向際鷹說(shuō)，“我們之所以從一開始就考慮到復(fù)雜性問(wèn)題，是公司的體系結(jié)構(gòu)決定的，中興5G的標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品和運(yùn)營(yíng)是一條線，因此在提出標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)我們就在考慮怎么在產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)，所以基于這個(gè)特點(diǎn)，我們公司的5G提案在3GPP中也是比較受重視的。”

據(jù)介紹，中興通訊經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)積累，已成為業(yè)界少數(shù)具備5G完整提案能力的廠家。在全球最重要的5G標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP中，中興通訊提交了Novel Numerology、Self contained Frame Structure、FB-OFDM waveform、LDPC coding、MUSA、NG Core Proposal等核心技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)百篇提案。除了上面提到的MUSA、FB-OFDM技術(shù)外，在大規(guī)模天線陣列Massive MIMO上，中興通訊率先基于4G終端實(shí)現(xiàn)，目前已商用部署，走在了業(yè)界前列。

呼吁共同推動(dòng)5G良性發(fā)展

在5G標(biāo)準(zhǔn)的討論制定中，中興通訊是一個(gè)積極的參與者，據(jù)介紹目前中興已加入40多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織、聯(lián)盟和論壇，是ITU、3GPP、IEEE、NGMN、日本5GMF等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織/行業(yè)聯(lián)盟的成員。作為IMT-2020（5G）推進(jìn)組核心成員，中興牽頭負(fù)責(zé)超過(guò)30%課題的研究：擔(dān)任了IMT-2020 IEEE組組長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組副組長(zhǎng)，以及傳輸技術(shù)組三個(gè)核心課題的研究組長(zhǎng)。

在5G領(lǐng)域，中興通訊與國(guó)際國(guó)內(nèi)眾多客戶就應(yīng)用需求、場(chǎng)景研究、新業(yè)務(wù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)創(chuàng)新等方面有深度合作，并已與中國(guó)移動(dòng)、德電T-Mobile、日本軟銀、韓國(guó)KT、馬來(lái)西亞U Mobile等多個(gè)運(yùn)營(yíng)商簽訂5G戰(zhàn)略合作協(xié)議。2016年5月，中興通訊全面參與了IMT-2020（5G）推進(jìn)組的大規(guī)模5G系統(tǒng)試驗(yàn)，當(dāng)月即首批完成第一階段單點(diǎn)技術(shù)驗(yàn)證，其中Massive MIMO大規(guī)模天線技術(shù)，達(dá)到4倍以上的吞吐率。此外，中興通訊是首家完成高頻測(cè)試的廠家，達(dá)到10G以上吞吐量。

作為IMT-2020（5G）推進(jìn)組的核心成員，中興呼吁產(chǎn)業(yè)界共同推動(dòng)5G良性發(fā)展，避免5G標(biāo)準(zhǔn)的碎片化。向際鷹說(shuō)：“5G發(fā)展很熱，有些國(guó)家和地區(qū)就想搶先、想快一些，而且不同運(yùn)營(yíng)商或者不同國(guó)家對(duì)5G的用途理解也不一樣，最后就會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)分崩離析，這對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不利，所以希望大家能夠集中在某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織中一起去形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。” 為了避免標(biāo)準(zhǔn)的碎片化，向際鷹認(rèn)為，要在5G標(biāo)準(zhǔn)制定的早期把5G的應(yīng)用需求確定下來(lái)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等指標(biāo)進(jìn)一步確定。

高通全面技術(shù)布局

作為最大的終端芯片供應(yīng)商，高通贊成并支持形成全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)，盡管這需要業(yè)界付出很大的人力、財(cái)力和物力的投入。高通科技研發(fā)高級(jí)副總裁Edward Tiedemann博士在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，現(xiàn)在對(duì)于3GPP組織而言，最重要的工作就是如何從各種提案中選出最能適應(yīng)于5G時(shí)代全球部署的核心技術(shù)。

多技術(shù)領(lǐng)域布局

Edward說(shuō)，很多人認(rèn)為Qualcomm是一家在蜂窩通信和空口技術(shù)領(lǐng)域十分領(lǐng)先的公司，但實(shí)際上不止如此；Qualcomm在整個(gè)無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域都有十分深厚的技術(shù)積累，比如在WiFi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11ax和藍(lán)牙技術(shù)上都是提供商等；在LTE方面，LAA（LTE輔助授權(quán)接入）技術(shù)、非授權(quán)頻譜LTE技術(shù)、MultiFire技術(shù)、終端到終端的通信以及LTE廣播等各種創(chuàng)新技術(shù)和新型服務(wù)，都在不斷地進(jìn)行開發(fā)；在5G上，如大規(guī)模MIMO和毫米波技術(shù)等都在研究，高通是行業(yè)首家在60GHz頻段上商用802.11ad標(biāo)準(zhǔn)的廠商，這個(gè)短程WiFi標(biāo)準(zhǔn)被看作是5G商用之前的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

在5G時(shí)代，很多新的用例都是跟物聯(lián)網(wǎng)直接相關(guān)的。Edward說(shuō)，其實(shí)，Qualcomm在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)深耕多年。比如在汽車領(lǐng)域，高通在全球范圍內(nèi)為汽車廠商提供通信模塊，包括廣域網(wǎng)的連接、WiFi以及藍(lán)牙等。在歐洲和俄羅斯，高通和合作伙伴一起建立了和車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的eCall汽車緊急救援呼叫系統(tǒng)。此外，還建立了多家公司推動(dòng)移動(dòng)健康和移動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。在智慧城市領(lǐng)域，高通有智能電表和智能電網(wǎng)的解決方案。Edward認(rèn)為，Qualcomm在物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)垂直行業(yè)和領(lǐng)域都是有很多年的布局的。未來(lái)高通將在汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域做更加深入的發(fā)展。

支持建立統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)

在今年的全球5G大會(huì)上，工信部部長(zhǎng)苗圩呼吁推動(dòng)形成全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)。Edward說(shuō)，高通十分贊同并支持建立統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)，從1G、2G到3G，我們終于在4G時(shí)期擁有了全球統(tǒng)一的LTE標(biāo)準(zhǔn)，相信在5G時(shí)代，這種全球統(tǒng)一的連接標(biāo)準(zhǔn)將繼續(xù)下去，這一點(diǎn)對(duì)于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的愿景是至關(guān)重要的，如此才能帶來(lái)全球規(guī)模化效益。他認(rèn)為，如果未來(lái)有一個(gè)公司為全球的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)提供產(chǎn)品，而這個(gè)產(chǎn)品的使用壽命需要比較長(zhǎng)。這不像手機(jī)這類更換頻率比較高的產(chǎn)品，例如用在汽車或者是應(yīng)用在城市基礎(chǔ)設(shè)施包括電表、水表上的的模塊或元器件，就需要比較長(zhǎng)的使用壽命，那么如何保持標(biāo)準(zhǔn)的可持續(xù)性就會(huì)變得十分重要。

然而要實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)是需要整個(gè)業(yè)界投入很大的資源、人力、物力才能夠?qū)崿F(xiàn)的。Edward說(shuō)，5G的本質(zhì)還是一種通信技術(shù)，它關(guān)系到不同物體之間數(shù)據(jù)的傳輸。在這一方面，還有更多的新技術(shù)等待大家一起去探究，比如如何實(shí)現(xiàn)低延時(shí)、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模MIMO、毫米波技術(shù)等。Qualcomm也向3GPP提交了很多提案，建議3GPP如何設(shè)計(jì)5G時(shí)代的空口技術(shù)。同時(shí)，在內(nèi)部也會(huì)做很多的技術(shù)開發(fā)和測(cè)試。現(xiàn)在對(duì)于3GPP組織而言，最重要的工作就是如何從各種提案中選出最能適應(yīng)于5G時(shí)代全球部署的核心技術(shù)。

貝爾實(shí)驗(yàn)室突破毫米波技術(shù)

在第一屆全球5G大會(huì)召開前夕，貝爾實(shí)驗(yàn)室中國(guó)宣布其在高速無(wú)線傳輸及毫米波頻譜使用方面實(shí)現(xiàn)突破，他們通過(guò)在毫米波波段上使用大規(guī)模MIMO技術(shù)（多輸入多輸出技術(shù)），實(shí)現(xiàn)了顯著的容量改善及相關(guān)效率的提升。在全球5G大會(huì)上，諾基亞通信中國(guó)和上海貝爾聯(lián)合管理團(tuán)隊(duì)執(zhí)行副總裁、技術(shù)與創(chuàng)新負(fù)責(zé)人桂洛寧在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)認(rèn)為，未來(lái)5G有六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，而貝爾實(shí)驗(yàn)室將在這些關(guān)鍵技術(shù)上開展創(chuàng)新性研究，從而為用戶創(chuàng)造巨大的價(jià)值。

在關(guān)鍵技術(shù)上加強(qiáng)創(chuàng)新

據(jù)介紹，通過(guò)峰值傳輸速率超過(guò)50Gbps的原型機(jī)，貝爾實(shí)驗(yàn)室中國(guó)在28GHz毫米波頻段上成功實(shí)現(xiàn)了高達(dá)100bps/Hz的頻譜效率，其傳輸速率可以讓用戶在8秒內(nèi)完成多部高清電影的下載。這一技術(shù)成果為5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)、超低時(shí)延高清虛擬現(xiàn)實(shí)（HD-VR）等未來(lái)應(yīng)用的業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)。

據(jù)桂洛寧介紹，在這項(xiàng)毫米波解決方案中，諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室中國(guó)采用了創(chuàng)新的低時(shí)延空中接口，確保在毫米波頻帶能夠?qū)崿F(xiàn)高效無(wú)線傳輸，提升終端用戶體驗(yàn)；通過(guò)大規(guī)模MIMO和波束追蹤在內(nèi)的創(chuàng)新物理層技術(shù)，保證了超大的系統(tǒng)容量及頻譜效率。超高速率傳輸以及毫米波頻譜的高效能，可以讓運(yùn)營(yíng)商的高速移動(dòng)業(yè)務(wù)具有更好的用戶體驗(yàn)，同時(shí)通過(guò)在無(wú)線回傳等領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)部署的更大靈活性。

除了毫米波技術(shù)，桂洛寧表示，在5G其他關(guān)鍵技術(shù)上貝爾實(shí)驗(yàn)室也在加強(qiáng)創(chuàng)新。如目前業(yè)界最關(guān)心的新空口技術(shù)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)萬(wàn)物互聯(lián)需求的兼容，5G空口的幀結(jié)構(gòu)、波形都要表現(xiàn)出極大的靈活性，并要在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化、智能化和可編程化。桂洛寧告訴記者，目前貝爾實(shí)驗(yàn)室正在研究新的靈活的幀結(jié)構(gòu)，無(wú)論場(chǎng)景是大帶寬、超密聯(lián)接、低時(shí)延還是低耗功，都有可以相適應(yīng)的靈活的幀結(jié)構(gòu)。在新波形上，貝爾實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)用軟件定義的方式實(shí)現(xiàn)從3.75KHz到120KHz根據(jù)業(yè)務(wù)和用戶類型定義空口的最小接入單元。

他認(rèn)為，在網(wǎng)絡(luò)延遲上，新的空口能夠支持從0.125毫秒到4毫秒；在網(wǎng)絡(luò)寬帶上，能夠從20M上升到1G。新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、新空口、大規(guī)模天線陣列等技術(shù)，LTE+5G低頻以及WiFi技術(shù)形成多種接入，根據(jù)軟件來(lái)調(diào)整不同業(yè)務(wù)類型的接入。

物聯(lián)網(wǎng)是發(fā)展中新興未知領(lǐng)域

貝爾實(shí)驗(yàn)室咨詢部門的模型顯示，到2020年，WiFi可以滿足全球預(yù)計(jì)67%的消費(fèi)需求，還有14%的需求則會(huì)隨著當(dāng)前3G、LTE、小型基站的普及和5G等新技術(shù)的出現(xiàn)而得到滿足，剩下19%的需求則無(wú)法得到滿足。因此，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商需要加速發(fā)展NFV、SDN等5G和云技術(shù)，并采用新的商業(yè)模式，以解決需求缺口問(wèn)題。

桂洛寧認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的新興未知領(lǐng)域。到2020年，物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備的數(shù)量預(yù)計(jì)將由2014年的16億個(gè)增長(zhǎng)至2020年的200億到460億個(gè)之間。其中，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將在2020年達(dá)到16億到46億個(gè)之間。盡管物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的應(yīng)用規(guī)模很大，但視頻傳感器和攝像機(jī)設(shè)備在其中并沒(méi)有太高比例，因此2020年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的蜂窩流量在移動(dòng)數(shù)據(jù)流量總量中的占比僅為2%。

不過(guò)，從近期得到的數(shù)據(jù)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)流量中所產(chǎn)生的信令流量將大大高于數(shù)據(jù)流量。例如，一臺(tái)典型的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備消耗1MB流量需要進(jìn)行2500次數(shù)據(jù)處理或連接，而同樣的流量經(jīng)由一次移動(dòng)視頻連接即能夠被消耗殆盡。