进入2016年以来,人们对自动驾驶、虚拟现实、人工智能的谈论,已经从最初的憧憬回归到现实的技术之中,并且得到最终共识——只有第五代移动通信技术(5g)的网络能力才能满足未来应用和各种商业场景的需求,而包括电信运营商、标准组织、设备厂商在内的产业界各方,也开始积极的对5g的标准进行讨论,并对关键技术开始规模试验。
其中,华为作为中国企业兼全球最大的设备厂商,在5g时代扮演的角色将会比2g、3g、4g时代更加艰巨,华为的技术创新就代表着5g的关键技术能否取得突破。近日,华为5g首席科学家童文博士接受媒体采访,详细讲述了在5g商用来临之前,华为是如何推进全球标准统一化工作,以及攻克5g在频谱、新空口及新架构上的关键技术。
先于产业界启动5g研究 力推全球统一标准
对于5g商用的时间点和统一标准化,全球已经达成共识,5g标准将在3gpp的框架下来进行定义。根据3gpp路标,5g标准的第一个阶段将在2018年冻结,第二阶段将在2019年底冻结,2020年将开始商用。
而华为对于5g的研究,早在2009年就开始启动,在2009-2012年之间,华为已经与哈佛、剑桥、加州大学等20余所世界知名高校进行合作,于2012年开始进行5g样机验证,2013年室内样机验证结束之后开始陆续开展外场验证,2015年正式启动大规模外场验证。
对于为何5g必须坚持一个标准,童文解释道:“2g时代有两个技术标准,3g时代有四个技术标准,4g时代逐步归一到lte一个标准,5g统一标准意味着在全球范围只要构筑一个产业链,主要是能够实现全球漫游成本降低同时达到规模经济效益,使全社会各个行业都受益。华为早在2014年全球移动宽带论坛上就倡导全球5g要统一标准,也正在和3gpp一起做好5g标准化工作,支持好5g的2020年商用。同时,华为是欧盟框架计划metis项目和5gppp的董事会成员。在中国,华为全面参与了中国imt-2020 5g推进组的各项工作,致力于推动全球5g统一标准。
另外,itu已经在2015年明确了5g的三类典型应用场景,即增强型的移动宽带embb(enhanced mobile broadband场景,智能终端用户上网峰值速率要达到10gbps甚至20gbps;大连接物联网mmtc(massive machine type communication)场景,要求5g网络支撑的人和物的联接数量达到100万/平方公里;低时延超可靠通信urllc(ultra reliable and low latency communication)。这种场景要求5g网络的时延达到1毫秒。
童文表示,华为已经携手合作伙伴在今年的mwc2016上成功演示了itu定义的三类场景,具体包括vr眼镜的大带宽业务、kuka机器人打冰球的低时延通信业务、还有智能港口的海量联接业务场景。
华为已在多项5g关键技术上取得创新突破
对于5g,除了标准制定尚未落地,5g的创新技术也成为产业界关注的焦点,在3gpp标准里,认为5g最大的创新技术点就是新编码,新的多址技术和新的基础波形技术,这是断代的最核心的技术。而华为的技术创新主要聚焦在“新空口、新架构、频谱”三个方面,并且已经取得突破性的进展。
童文介绍到:“目前华为已经在5g创新技术上取得很多成果,第一个世界纪录就是华为联合docomo、德国电信、沃达丰、中国移动等全球领先运营商在成都部署了世界最大的5g低频外场,用于验证5g空口技术和网络架构。最新测试结果在现有低频频段上平均速率达3.6g/秒;同时验证了华为提出的全套新空口技术,在不增加天线和站址的情况下,相比lte可以使频谱效率提升3倍以上;华为打破的第二个世界纪录就是联合德国电信推出70gbit/秒的高频样机,这个数字是世界最高。
童文还强调:“华为是率先将在it行业实施多年的网络切片技术引入无线接入层面,以满足不同业务的差异化需求,比如说传感器要求大联接,空口技术就能灵活适配提供达3倍以上的联接数,比如说做虚拟现实要求扩大带宽,我们就尽量提升频谱的效率使上网更快,或者为了实现自动驾驶,采用空口技术来提升可靠性并降低时延。
另外,针对高频不能单独组网问题,为了解决5g网络的无线覆盖问题,6ghz的低频将成为5g的核心频段,6ghz以上的高频是非常重要的补充。而华为不仅在6ghz以下低频实现全面突破,同样在高频也取得突出进展。华为在mwc16上联合dt发布了在德国波恩部署的毫米波测试床,实现了70gbps的峰值速率,将能够使能vr/ar,无处不在的云接入等大数据流量业务。
保护运营商投资 ,4.5g技术最大化4g网络价值并使5g ready
对于每一次通信技术的更新换代,电信运营商都十分谨慎,对于新技术既要演进,也要保护企业本身的投资。目前全球多数电信运营商刚进入4g业务的收获期,对于投资5g,他们还是怀有诸多顾虑。
为了解决这个问题,华为提出了4.5g,4.5g是lte的长期演进,同时也将5g的部分创新提前应用到lte,将会与5g长期共存。5g架构会先于5g空口技术在4.5g开始引入,所以现在投资4.5g不仅能够帮助运营商最大化4g投资效益,还同时在为5g做准备。当5g新的空口技术标准化后,基于4.5g架构就可以快速的在已部署网络上引入5g,从而帮助运营商实现持续领先。
而对于5g技术的演进历程,童文认为, 一个新的技术,有4个关键阶段:研究、标准、产品开发和部署。5g现在处于标准阶段。明年开始到2019年属于产品开发阶段。在研究和标准2个阶段,华为已经投入6亿美金,并且全球有超过500名华为的科学家在全职研究5g。
童文还强调,光靠一个企业,是不能让一代技术成功,也不能让市场成功,华为非常重视与产业链的合作,在全球都拥有合作伙伴。当前华为正式签署的5g合作备忘录,包括中国移动、日本nttdocomo、韩国lgu+、kt、欧洲沃达丰、德国电信、telefonica、teliasonera、新加坡电信、俄罗斯megafon,中东etisalat等超过20家全球主流运营商。
另外,华为与垂直行业也有着密切的合作,目前,华为是欧洲5gvia(5g垂直行业使能器)的创始人之一,联合行业组织、标准组织、欧洲主流运营商和设备商共同推进5g垂直行业应用,包括5g技术在辅助驾驶和自动驾驶、智慧医疗、智能制造、智能电网等领域的应用。并且同国际四大知名车企签订5g技术研究合作协议,在德国已经启动外场测试。
在2016年3月,同世界四大工业机器人公司之一的kuka 签署战略合作协议,共同推进5g技术在工业4.0和智能制造领域的应用。
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