下一個改變世界的技術 5G已經準備好

歷史上，每次社會轉型變革、社會經濟發展、生產力提升都伴隨著技術的突破。進入21世紀，通訊、互聯網...成為越來越重要的生產力，也徹徹底底的改變著人們的生活。回頭看看4G到來的時間並未很久，如今5G時代轉眼即將來臨。可以毫不誇張的說，5G將是下一個改變世界的技術。諮詢公司IHS Markit認為，5G將是推動移動技術進入通用技術專屬領域的催化劑。

可能很多人認為從4G到5G就是上網快了，打電話信號更好、聲音更清晰了，如果這樣想那就真的大錯特錯了。5G技術將會突破通信界限，跳出移動互聯讓萬物相連，成為一個更強大的統一平台，連接新行業和更多終端，並催生新的服務，可以使人類向人工智慧等前所未有的世界邁進。

探討5G將會帶來什麼樣的使用場景和應用時，一般認為這包括了如超高保真媒體，更加安全的自動駕駛，更加沉浸式的娛樂活動、通過手機進行增強現實和虛擬現實的視頻觀看，還有高可靠性帶來的安全性的提升，幫助我們提供可持續的基礎設施的發展，以及通過穩定的接入實現遠程醫療等等。實際上5G和5G所帶來的機會，已經大大超越了現有的通信行業生態系統，5G將能夠改善眾多行業以及這些行業的連接能力，包括更高效的能源、水電利用，或者數字化程度更高的工廠。另外，5G還將帶來巨大的、積極的經濟效益，包括服務和貿易。在整個產業的努力下，相信會有更多我們現在想象不到的應用誕生，就像4G+時代催生出了如今紅到發紫的各種「共享XX」。

總結來講，5G時代的三個最重要的應用場景包括：

第一，增強型的應用寬頻。比如，大家經常提到的高清晰遠程在線或者是虛擬現實，體現出來就是高速率、低延時。

第二，關鍵業務型服務。這包括與人工智慧類別更緊密的關鍵型任務，比如工業類的機器人、服務類的機器人，還有無人駕駛，體現出超低延時、高可靠性、強安全性等方面的需求。

第三，海量物聯網。例如大家經常提到的智能家居、智能穿戴、智慧城市很多應用都是在這個領域裡的體現。

作為5G技術的領導者，高通曾表示，5G 將在2019年實現商用化。而此前結束的3GPP全會上，5G標準化進程加速的提案被正式通過，也意味著2019年5G就可以開始商用，這也意味著5G時代離我們真的就在「眼前」。不久前的8月9日，電信在雄安新區也正式宣布5G創新示範網啟動建設，高通也在現場演示了6GHz以下5G NR（新空口）原型，以及5G技術在智慧城市、智能汽車等多個場景下的應用。

當5G到來時，這一技術突破的將不只是通信的界限，也是推動移動技術進入通用技術專屬領域，其帶來的影響可能將不亞於大航海時代打通世界帶來的改變。

根據預測，到2035年，5G在全球範圍內的整體經濟效益將得以實現，屆時由5G支持的各種行業（從零售到教育，交通運輸到娛樂及其他所有行業）可產出價值高達 12.3 萬億美元的經濟產出。這一數字幾乎相當於所有美國消費者在2016年的全部支出，它甚至超過了去年、日本、法國、德國和英國的消費支出總和。

而在 5G 價值鏈其中，就有高達3.5萬億美元產出的可能，而且還能創造多大 2200 萬個工作崗位。直觀地比較，這個數字超過了北京的總人口數。隨時間發展，5G對全球GDP增長的總體貢獻預計將相當於一個與印度同等規模的國家。要知道，印度目前是全球第七大經濟體。

看回到，到2035年，我們的5G價值鏈將創造9840億總產出以及950萬個新增就業機會。

總而言之，移動技術正從一個主要面向個人的技術演進為一個可支持全新前沿應用、促進商業創新並刺激經濟增長的平台。在這一過程中， 5G的興起是一個引爆點。

奠定5G NR演進的關鍵元素

5G新空口（5G NR）是目前正在制定的全新無線空口全球5G標準，為支持廣泛的5G終端類型、服務、部署和頻譜而設計。其中5G指的是第五代移動通信，NR則是全球移動通信標準制定權威組織3GPP目前確定的5G空口技術的名詞縮寫，代表new radio，意指新無線電或新無線通信技術。空口可以簡單理解為手機和基站之間「無形」的「介面」，對於移動通信而言，空口是最基礎、最重要也是最難的技術之一。目前5G新空口是3GPP的工作項目，它將定義新一代基於OFDM的無線通信標準，這將成為下一代移動網路的基礎。

要推動無線技術發展到5G，以及在5G時代持續演進，我們一般需要三個基本元素。

一是OFDM，也就是正交頻分復用技術。在LTE和Wi-Fi技術領域，不管從標準、晶元還是商用的角度看，OFDM都已經獲得了廣泛使用。高通在多年前就開始投入5G研發，而在多年的深耕中，OFDM仍然是目前從4G到5G演進過程中最合適的5G空中介面接入技術。OFDM的優勢在於，一方面，它從應用、服務和體驗的角度都能很好地滿足我們的需求。另一方面，在4G時代，高通和業界很多公司都已經具備在技術和晶元層面上很好地應用OFDM的能力。所以當它延伸到5G，我們就可以擁有非常好的基礎來應用這項技術並開展大量服務。

二是是通用靈活框架，它更多體現在從幀結構到媒體接入層（MAC層）。這裡有一個非常重要的概念：前向兼容。在5G標準初期或運營商5G早期部署的時候，很可能會選擇先從一個點切入，比如從增強型移動寬頻切入，也就是說專註於提升網速。前向兼容要求我們在開展增強型移動寬頻的標準化和早期部署的時候，不管在空中介面還是在物理層和媒體接入層上都留出足夠的框架靈活性，使得將來在引入關鍵業務型和海量物聯網的時候，我們有相當的靈活性來實現前向兼容，這樣的話引入新服務就對前面部署的增強型移動寬頻沒有任何影響。所以無論從晶元設計還是部署的角度，我們都需要保持最大的靈活性。

三是先進的無線技術，而這其中也包括了幾個方面。第一是大規模MIMO技術。目前LTE部署中我們最常看到的是在基站側部署4至8個天線，手機端可能有1-2個天線。但對5G來說，我們認為64至256個天線將是非常通用的模式。第二是穩健的毫米波技術。而如何在非視距的環境中最大化鏈路，保證覆蓋和穩健的連接性，是毫米波面臨的一大的挑戰。第三是靈活獨立的TDD的設計。今天的TDD幀結構，比如說移動在2.6GHz上部署的幀結構，是每一個獨立的子幀只能做上行或只能做下行。而我們致力增強幀結構的靈活性，實現自涵蓋（self-contained）的子幀，把上行和下行的通道放在同一子幀中。自涵蓋子幀有兩個好處——低時延和非常靈活的上下行切換。就時延來說，在上行發出一個信號后，在同一個子幀裡面下行的回複信號就已經回來，這使得信息的往複（roundtrip）時間大幅降低。對於上下行切換，比如說在TDD上部署這樣的自涵蓋子幀的話，當下行流量巨大的時候可以把所有子幀切換成下行通道，當上行流量比較多可以全部切成上行。如果有一個網路擁有眾多用戶而且流量從上行到下行一直在變化，那麼自涵蓋的子幀模式是最高效的，是支持上下行切換的一種最佳模式。

5G新空口也將實現跨頻譜類型和頻段的統一設計，可支持TDD和FDD頻段，也可支持低頻和高頻頻段。統一的5G新空口框架將可滿足不同商業環境、不同運營商、不同頻譜擁有模式以及不同地區的需求。

相比於3G時代的三個標準和4G時代的兩種模式。業界意識到單一的5G標準將對5G產業的未來發展產生至關重要的影響。而單一標準的實現，需要將眼界突破終端層面，形成端到端的解決能力。高通作為給世界帶來了3G和4G連接的一家無線技術型公司，跟運營商和設備製造商都會保持密切的交流，做到不僅滿足設備商的需求，還要定義全新的用戶場景，因此可以制定出引領和融合的方案。

比如今年2月的高通5G峰會上，高通就宣布了與中興通訊和移動計劃合作開展基於5G新空口（5G NR）規範的互操作性測試和OTA外場試驗，目前3GPP正在制定5G新空口規範。該試驗將基於中頻頻段的3．5GHz頻段展開。試驗旨在推動無線生態系統實現5G新空口技術的大規模快速驗證和商用，使符合3GPP Rel－15標準的5G新空口基礎設施和終端能夠就緒，以支持商用網路的及時部署。

從全球布局來看，不同國家所支持5G部署的頻段也有不同，既有6GHz以下頻段，也有6GHz以上的頻段。5G新空口既要橫跨高中低不同頻段，又要支持授權頻譜和非授權頻譜。高通擁有先進的5G原型系統，它完全遵從於全球新空口的標準。基於此，高通也正在跟很多基礎設施廠商開展5G新空口測試，包括AT&T、NTT DOCOMO、沃達豐、Telstra、SK電訊等。高通也曾表示希望能在2019年和2020年推出更好的產品。這也意味著這家公司將在2018年和2019年進行大量的試驗，在5G進行大規模商用之前為產業提供十分可行的解決方案。

進化中的4G領我們走進5G

上文提到了整個產業都在盼望統一的5G標準，不可否認的是通信技術標準制定一直是業內具有研發實力企業必爭之地。除了高通以外，目前眾多通訊技術企業都開始研發5G，希望在5G通訊技術上能夠擁有自己的話語權。

在這條加速通向5G的道路上，高通打出了「繼往開來，行勝於言」的口號，並早在去年Qualcomm 4G/5G峰會期間正式宣布驍龍X50 5G數據機。這是業界首款5G數據機，雖然其發布時間要遠早終端商用甚至標準凍結的時間，但是其重要意義在於可以幫助手機廠商早早入局5G手機的設計，也幫助運營商開展5G的試驗和部署。

而作為業內另一個玩家，英特爾則在近半年後的MWC展會期間推出了自己的千兆級LTE調製調解器。這個時候高通已經宣布了第二代千兆級LTE解調器驍龍X20。要知道5G和4G是完全不同的技術，而在5G發展初期的時候如何保證4G和5G的平滑遷移，就要取決於千兆級LTE的實力。所以在4G時代沒有把握住機會的英特爾，可以說在5G產品上其實際上要落後高通2～3代。

事實上，可以說5G的發展是與4G的不斷演進并行的。在4G技術不斷向前發展的過程中，我們可以看到原來所設想的智能手機的應用範疇已經早不是最初的模樣。現在4G技術已經應用在了無人機、自動駕駛汽車、聯網攝像頭等等。此外我們還有大量的LTE物聯網應用，比如共享腳踏車中的智能鎖，以及上面說提到的千兆級LTE，這些都是實現5G的重要創新和參考。也就是說，5G的發展並不是憑空而來，5G必須建立成熟的4G發展的基礎之上。也就是說，在包括高通等業界領軍者將4G技術準備就緒的時候，我們其實已經做好了5G的準備。

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