在超越愛立信成為全球最大的電信設備廠商之后,華為正全面加速布局更加超前的5G網(wǎng)絡。在11月19日舉行的2014全球移動寬帶論壇上,華為無線CMO(首席營銷官)楊超斌表示,華為已經(jīng)投入6億美金,在全球9個國家建立研發(fā)中心,投入300多個頂級科學家開展5G網(wǎng)絡研發(fā)。
華為輪值CEO徐直軍表示,行業(yè)對5G的研究處在關鍵性技術和相關標準的制定和統(tǒng)一階段,相當于2004年的LTE,預期將于2020年開始商用,5G時代網(wǎng)絡傳輸速率將達到10GMpbs,將是4G峰值的100倍。5G不僅僅是移動寬帶技術的演進,而且會對整個產業(yè)帶來革命性影響,將支撐移動互聯(lián)網(wǎng)取得突破性進展,實現(xiàn)在各行各業(yè)的應用。
華為6億美金投入5G研發(fā)
華為認為,5G網(wǎng)絡時代將打破現(xiàn)有通訊網(wǎng)絡制式藩籬,形成全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡標準。不僅能解決全球漫游的問題,也將大幅度降低設備、終端成本。同時,華為認為達到10GMpbs的傳輸速率以及降低到1毫秒 (千分之一秒)時延的5G網(wǎng)絡將成為未來數(shù)字社會的驅動者。促成無人駕駛、遠程醫(yī)療、智能家居概念商用,構建全球10億聯(lián)接的全面數(shù)字化時代。
為什么研發(fā)5G
4G移動通訊網(wǎng)絡建設方興未艾,5G的研究工作已在全球范圍啟動,為什么會需要5G呢?
在業(yè)界看來,5G不僅僅是下一代移動通信網(wǎng)絡基礎設施,而且是未來數(shù)字世界的使能者,它將實現(xiàn)1千億級別的連接、10Gbps的速率以及低至1毫秒的時延,可以應用于自動駕駛、超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、萬物互聯(lián)的智能傳感器。
徐直軍表示,“現(xiàn)階段的5G仍處于研究定義階段,對于行業(yè)而言,5G不僅僅是提升基礎通信,更是連接人與人、物與物、人與物,成為未來數(shù)字世界的使能者。”
中國工業(yè)和信息化部總工程師張峰在MBB論壇上表示。“截至今年九月底,全球共有112個國家和地區(qū),開通了331張LTE商用網(wǎng)絡。用戶總數(shù)達到3.7億戶,全球LTE和3G用戶在所有移動用戶中的滲透率已接近40%。另據(jù)統(tǒng)計,今年上半年,全球人均月移動寬帶業(yè)務流量已超過200兆。預計未來幾年,全球移動寬帶業(yè)務的流量仍將以超過50%的速度遞增。中國、歐盟、韓國、日本等國家和相關組織已紛紛啟動了5G的前期研究工作,爭取未來能夠為用戶提供更加高速便捷的移動互聯(lián)網(wǎng)服務??梢哉f新一代寬帶無線移動通信技術已成為全球信息通信業(yè)最主要的增長動力之一。”
華為認為,5G的誕生,是為了滿足人們對全聯(lián)接美好藍圖越來越迫切的期待——用戶期望溝通和分享的方式產生革命性的改變、期望實現(xiàn)萬物互聯(lián)(人與人、物與物、人與物)帶來的互聯(lián)互通便利、期望真正的網(wǎng)絡互聯(lián)帶來的體驗提升。
同時,5G不僅僅作用于通信服務,更將提供使能物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的平臺,以用戶為中心構建全方位信息生態(tài)系統(tǒng),提供各種可能和跨界整合,其影響將遠遠超出ICT的行業(yè)范疇。
楊超斌認為,“從人與人的通信來講,用戶需要有更好的體驗,3D視頻、虛擬現(xiàn)實這樣的應用需要更高峰值的帶寬。另一方面,如果我們將5G的應用范圍從人與人的通信拓展到與物相關的通信,帶來的訴求就會完全不同,比如要求極龐大的聯(lián)接規(guī)模、極低的端到端時延。所有的這些問題都不是今天的網(wǎng)絡所能解決,需要有一些革命性的技術。5G可以將信息的通信、信息的處理、信息的存儲、信息的應用組合起來,提供一整套更好的集成在一起的解決方案。”
華為構思5G藍圖
徐直軍表示,行業(yè)對5G的研究處在關鍵性技術和相關標準的制定和統(tǒng)一階段,相當于2004年的LTE。“未來5G網(wǎng)絡是怎么樣的,目前行業(yè)沒有統(tǒng)一的標準。”徐直軍表示。
通信行業(yè)對5G網(wǎng)絡提出何種要求呢?中國移動副總裁李正茂在MBB論壇上表示,中國移動在5G方面有幾點訴求。第一個訴求,就是空口方面,要盡可能實現(xiàn)統(tǒng)一,因為空中接口如果出現(xiàn)過多的標準,或者是太過多樣化的話,會對整個產業(yè),帶來比較多的問題和麻煩。就像過去在3G里面所面臨的情況。在統(tǒng)一的或者是更靈活的空中接口方面,盡可能的消除TDD和FDD的差異,實現(xiàn)新型德泉雙空接口對這點我們是抱有非常大的期待。5G時代沒有談論TDD和FDD的差別,因為他們高度地融合成為一個空中接口。
同時,李正茂表示,5G網(wǎng)絡應該支持智能的連接,多網(wǎng)連接,特別是對于物聯(lián)網(wǎng)的需求連接。另外要提供極速網(wǎng)絡,就是超高速的速率和超低時延,另外對于頻譜要有更加靈活的應用。充分的開辟新的頻段,靈活應用頻譜。面向用戶,以用戶為中心,對5G進行架構的設計。
在MBB論壇上,楊超斌從聯(lián)接數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡速率、網(wǎng)絡時延三個緯度說明了未來5G網(wǎng)絡要具備的幾個特征。楊超斌表示,第一,5G的網(wǎng)絡連接將要達到1千個億。現(xiàn)在全球移動通訊移動數(shù)是71個億,全球人口也就是70幾個億,5G需要把人的連接拓展到人跟物的連接以及物跟物的連接,因此華為認為5G的連接數(shù)量會達到1千個億,這意味著什么呢?意味著每個機站能夠同時連接的用戶數(shù)跨度有可能非常大,有可能每個機站只要連個10個、20個甚至100個用戶就夠了,但是在連接高密度的區(qū)域,每個機站連接數(shù)量有可能會到100萬個,這也給5G網(wǎng)絡設計帶來挑戰(zhàn)。
第二,5G的峰值速率必須達到10Gbps。隨著用戶對通信訴求的持續(xù)提升,在2G的時候可以享受幾百K的服務,3G能夠達到幾十兆,4G的時候能夠享受幾百兆的服務,華為希望5G網(wǎng)絡能夠提供10G的峰值速率,這樣用戶可以瀏覽更高清晰度的視頻、體驗虛擬現(xiàn)實的游戲,個人數(shù)據(jù)在云上的服務成為可能,5G的峰值速率必須達到10Gbps。
第三,時延降低到1毫秒。當你打開你的智能手機,從網(wǎng)上出現(xiàn)一個東西的時候,這個時延現(xiàn)在還是比較長的,一般情況下,3G網(wǎng)絡時延會到100毫秒,LTE的時候可以到20~30毫秒。而對于一些新的應用,比如說汽車的自動駕駛,如果一個汽車開的速度是120公里每小時,在1個毫秒內能夠移動的距離約3厘米,如果移動網(wǎng)絡能夠支持汽車自動駕駛的功能,5G網(wǎng)絡的時延要縮短到1個毫秒。
楊超斌表示,從5G未來的應用上來看,5G網(wǎng)絡未來必須具備這三個方面的特征,目前2G、3G、4G移動網(wǎng)絡,實際上只能滿足中間一小塊的業(yè)務訴求。
5G時代對無線頻譜資源有如何分布?楊超斌分析,華為公司在中國以外的區(qū)域,部署的機站數(shù)量已經(jīng)超過200多萬,在過去三年里面,每年整個移動網(wǎng)絡的速度是增加60%以上的,容量增長意味著這個產業(yè)需要更多的頻譜。
5G網(wǎng)絡的應用范圍不單單是人與人之間的通信,還有人與物、物與物之間的通信,移動網(wǎng)絡將會成為整個社會內容分發(fā)的一個主要渠道,這需要移動網(wǎng)絡提供更大的容量和更大的帶寬,華為認為5G時代,6G以下頻段仍然是主要頻段,運營商可以用比較少的機站完成比較好的覆蓋,在某些容量特別密集的區(qū)域,需要分配一些高端的頻譜,作為6G以下核心頻譜的補充。[page]
5G應用場景
華為認為,5G的應用將帶來更加豐富的溝通方式和更加真實的體驗,智能連接的新境界將從多個層面對提升生活質量產生影響。利用5G技術,可以實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實對話、觀看3D投影,通過5G終端設備隨時隨地通信交流,而無論身處室內、公共場所或是交通工具上。
華 為 定 義 了 超 業(yè) 務HyperServiceCube,甄選與日常工作生活緊密相關的15個典型應用場景,比如海量鏈接的物聯(lián)網(wǎng)、垂直產業(yè)場景(汽車、醫(yī)療、工業(yè)自動化機器人)、終端用戶的自組網(wǎng)等,具體如自動駕駛、超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、醫(yī)療保健、智能家居、萬物互聯(lián)的智能傳感器等場景。、
此外,HyperServiceCube還從三個維度明確了未來通信最關鍵的三個需求——時延、吞吐率及聯(lián)接數(shù),分別對應1、10、100,即1ms的時延、10Gbps的用戶速率和100個billion也就是1000億的聯(lián)接。
因此,低于1毫秒的零延時和零等待,是物聯(lián)網(wǎng)時代用戶良好體驗移動寬帶網(wǎng)的基本保障,尤其是支持實時移動控制、車聯(lián)網(wǎng)以及更多精密性要求高的行業(yè)應用。具體如智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、電子銀行、電子教育和電子醫(yī)療等核心服務。
據(jù)統(tǒng)計,歐盟每年有大約80萬人出現(xiàn)心臟驟停現(xiàn)象,而幸存者比例僅為8%左右。造成如此低的存活率的主要原因在于應急部門需要大約10分鐘的響應時間,而心臟驟停后大約4到6分鐘便會導致腦死亡和最終的死亡。為此,有人開發(fā)了可攜帶纖顫器的救護無人機,但無人機要實現(xiàn)利用當前的移動通信網(wǎng)絡,仍然極為艱難,現(xiàn)今的無線網(wǎng)絡“端到端”時延需要50毫秒甚至更多,而未來5G低時延的特點將徹底解決這一問題。
具體而言,1ms意味著零延時和零等待,支持實時移動控制、車聯(lián)網(wǎng)應用和通信;10Gbps數(shù)據(jù)速率帶來了身臨其境、類光纖速率的體驗,能夠支持超高清視頻和虛擬現(xiàn)實應用以及移動云服務;華為預測,到2020年全球范圍將產生1000億聯(lián)接,5G需要同時支持數(shù)十億的應用和千億級的互聯(lián)設備,而基于物聯(lián)網(wǎng)的特性,還要滿足“永遠在線”的訴求。
樣機已經(jīng)出爐
關于對5G的重視,楊超斌表示,在未來五年里面華為會再投入6億美元在5G的研究和創(chuàng)新上面,但是6億美元只是研究和創(chuàng)新,不包括5G的產品開發(fā),當華為整個5G技術創(chuàng)新研究完成、標準化完成,我們另外會有費用預算參與產業(yè)開發(fā),產品化的預算會遠遠超過這個數(shù)。
華為表示,在2002年華為開始研發(fā)LTE技術研究,在2004年年底的時候開始了LTE的標準化工作。在2009年,華為部署了全球第一個商用網(wǎng)絡。同時,從2009年華為公司的研究部成立了一個團隊,專門研究未來的5G技術,5G研究的開始,正是從部署第一個LTE的商用網(wǎng)絡時啟動。
2012年,華為在巴塞羅那世界移動通信大會上展示了供50Gbps基站使用的5G原型機。2013年11月,發(fā)布5G愿景與需求白皮書。
2014年初,華為宣布在高頻段無線5G空中環(huán)境下實現(xiàn)115Gbps的峰值傳輸速率,刷新無線超寬帶數(shù)據(jù)傳輸紀錄。11月4日,聯(lián)合5GIC宣布啟動世界上第一個5G測試床,將與其合作伙伴一起整合5G測試資源實施概念驗證、外場驗證,共同推進5G進程,該測試床將在2015年完工。
在由華為與全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)、工信部電信研究院共同舉辦的2014年全球移動寬帶論壇期間,華為宣布與俄羅斯及獨聯(lián)體領先運營商MegaFon簽署了一份5G合作諒解備忘錄,雙方將為2018年俄羅斯世界杯足球賽合作建設5G實驗網(wǎng)。同時,宣布與阿聯(lián)酋電信(Etisalat)合作,為2020年世博會場館提供5G網(wǎng)絡保障。
據(jù)了解,華為每年投入的研發(fā)費用是整體收入的10%,實際上在去年、前年整個華為公司在研發(fā)費用投入上已經(jīng)超過了10%,華為公司是全球主要設備供應商,IPR將是企業(yè)的核心競爭力,華為公司必然構建未來在5G領域IPR的核心競爭力。
徐直軍表示,會繼續(xù)加大對于5G的投資,聚焦核心技術突破,支撐華為5G產業(yè)成熟。華為也會跟產業(yè)界,跟各個可能用到我們公用網(wǎng)絡做連接的行業(yè)共同合作,探索5G需求,推動5G產業(yè)的進步。
關于5G研發(fā)的布局,楊超斌透露,現(xiàn)在華為在中國有3個研發(fā)中心做5G,同時在美國、加拿大、瑞典、英國、法國、德國這六個國家也設立了相應的研發(fā)中心,到目前為止,全球投入了300多個科學家在做5G的研究跟創(chuàng)新工作。
“華為公司作為全球主要設備供應商,5G技術知識產權將是企業(yè)的核心競爭力,華為公司作為一個主要的移動設備供應商,我們必須構建未來在5G領域的核心競爭力。”楊超斌接受媒體采訪時表示。[page]
多領域實現(xiàn)突破
實現(xiàn)全聯(lián)接世界的美好藍圖面臨許多技術挑戰(zhàn),華為在研究創(chuàng)新上一直堅持投入,目前已經(jīng)在5G組網(wǎng)架構、頻譜使用、空口技術、基站實現(xiàn)等多個領域取得了突破性進展。
5G系統(tǒng)技術領域,華為5G系統(tǒng)既支持6GHz以下的核心接入頻段,也將支持高于6GHz的擴展頻段(高頻段可用于接入和回傳)。
5G將實現(xiàn)軟空口,典型技術如新型調制多址技術稀疏編碼多址(SCMA)在相同資源下復用更多用戶,增益相對于OFDMA提升300%。此外,華為在抗多徑全雙工技術、大規(guī)模天線MIMO技術、全數(shù)字化射頻技術等領域也取得了創(chuàng)新突破,在提高頻譜效率、能源效率的同時,降低全網(wǎng)成本。
網(wǎng)絡架構上,華為提出了業(yè)務定義的網(wǎng)絡 (Servicedefinednetwork)——未來5G網(wǎng)絡架構將集連接管理、移動性管理、安全性管理和路由管理于一體,以業(yè)務為中心,以用戶為中心,支撐海量垂直行業(yè)應用。同時在核心網(wǎng)功能虛擬化有所突破,其核心網(wǎng)將全面基于云架構、按需實現(xiàn)資源分配,實現(xiàn)更靈活的網(wǎng)絡開放和應用創(chuàng)新,并與當前的3G、4G核心網(wǎng)實現(xiàn)無縫集成。
華為還提出了以用戶為中心的NoCell的無線接入網(wǎng)創(chuàng)新架構,突破了用戶與Cell綁定的傳統(tǒng)架構,聯(lián)合優(yōu)選多個物理小區(qū)鏈路隨時隨地適配用戶體驗,有效提升有用信號、降低信號衰落和干擾。同時因上層邏輯小區(qū)唯一識別,可成功規(guī)避小區(qū)間切換,為實現(xiàn)5G超密度網(wǎng)路架構奠定了基礎。
在5G基站的關鍵特性方面,華為已經(jīng)推出了全球首款100Gbps無線傳輸系統(tǒng)原型機,實驗室測試速率達業(yè)界最高115Gbps,未來總容量可按需在任意方向動態(tài)分配。其Micro50G實現(xiàn)接入和無線回傳一體化架構,單站支持200多個用戶同時高清4K視頻通信,支持百萬傳感器聯(lián)接。其100G按需小站內置高低頻模塊,語音數(shù)據(jù)接入以低頻為核心頻段(小于6GHz)、高頻作為擴展頻譜,支持更大的數(shù)據(jù)接入,高頻可同時按需作回傳;小站目前支持最大100米覆蓋距離。
推動全球融合標準
全球運營商目前形態(tài)各異的網(wǎng)絡制式,在5G時代或許將發(fā)展成為融合網(wǎng)絡。
華為認為,5G網(wǎng)絡時代將不再有制式差別,將不同國家、不同行業(yè)的訴求能夠統(tǒng)一起來,形成一套全球統(tǒng)一的規(guī)范。這不僅能解決全球漫游的問題,也將大幅度降低設備、終端成本。
華為認為,全球統(tǒng)一標準,包括兩方面含義,一個是不同國家不同地區(qū)采用統(tǒng)一的標準,一個是5G的應用會應用到整個社會的各個行業(yè)。
楊超斌分析,在第一代移動通信時代,全球各個國家用的技術支持都不一樣,存在四五種技術體制,模擬技術本身導致手機成本非常高;第二代移動通信里面,數(shù)字技術引入讓整個技術支持只剩下兩種,一種是GSM,一種是CDMA,極大的降低了終端設備的生產成本;在3G網(wǎng)絡時代,存在4CDMA、EV-DO、TD-CDMA三種技術支持。4G時代只有LTE一種制式,這可以帶來什么好處呢?對于最終消費者來講可解決漫游問題,同時產業(yè)規(guī)模可以擴大,產業(yè)規(guī)模擴大了以后,端到端的整個系統(tǒng)成本可以下降,最終讓終端消費者可以受益。
“5G來了以后,全球統(tǒng)一標準同樣重要,這更重要不是人與人的連接,更重要是人與物還有物與物之間的連接,涉及到整個社會不同行業(yè)的應用,如果對每個行業(yè)做一個單獨的標準,就形不成產業(yè)規(guī)模,就意味著在設備成本、終端成本承受比較高的價格。把不同國家不同地區(qū)的訴求能夠統(tǒng)一起來,能夠形成一套全球統(tǒng)一的規(guī)范,最終受益的是消費者。”楊超斌表示。
為推動5G技術發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的形成,華為已與全球20多所大學建立伙伴關系,并積極與歐盟METIS、ITU、中國IMT-2020和3GPP等組織展開合作。
華為與歐盟及產業(yè)界各方共同推動5G公私合作聯(lián)盟(5GPPPAssociation,5G Public-PrivatePartnershipAssociation),并成為董事會成員;參加由設備商、運營商、高校和科研機構聯(lián)合發(fā)起的歐盟第七框架計劃項目“構建2020年信息社會的無線移動通信領域關鍵技術”,該項目是H2020(Horizon2020)計劃下的5GPPP網(wǎng)絡基礎設施大型研究項目。
同時,作為英國5GIC創(chuàng)始成員之一、中國5G研究國家項目的發(fā)起者之一,華為積極參與項目的制定、規(guī)劃和執(zhí)行。
在推動全球5G產業(yè)進程上,華為與產業(yè)界進行了廣泛對話,并組織了5G@Canada、5G@Europe系列高峰會議,與來自歐盟、通信設備商 (包括愛立信、阿朗和諾基亞等)、歐洲領先移動運營商以及垂直行業(yè)伙伴共同研討5G未來趨勢和產業(yè)發(fā)展前景。
“5G的成功必須建立在全球生態(tài)鏈健康發(fā)展的基礎上,走開放創(chuàng)新、廣泛合作的道路。華為將不遺余力,利用通信行業(yè)的技術儲備積累和持續(xù)創(chuàng)新共同推動這一進程。”楊超斌說。
“通過參與北美、歐洲這樣的5G研究活動、創(chuàng)新活動,已經(jīng)給我們的客戶、合作伙伴共同探討,5G未來要滿足什么樣的訴求,里面到底有什么樣的關鍵技術,我們要一起來解決。”楊超斌補充說。
那么如何打破3G時代的專利壁壘呢?楊超斌接受媒體采訪時表示,對于既得利益者來講,要打破現(xiàn)有的格局是很痛苦的,但是我們也知道整個ICT行業(yè)發(fā)展非常迅速,這是信息爆炸、顛覆性創(chuàng)新不斷產生的時代,作為一家公司如果不去接受這個變化就會被這個時代所拋棄。
據(jù)了解,移動網(wǎng)絡設備供應商愛立信也在促成5G網(wǎng)絡融合。愛立信副總裁兼研究院院長SaraMazur曾表示,愛立信希望形成全球統(tǒng)一5G標準。
首提4.5G填補空窗
5G預期將于2020年商用,在此之前,4G的演進留下了窗口期,華為在布局5G的同時,著手推進4.5G在窗口期爭奪市場蛋糕。
“我們認為現(xiàn)在LTE仍然還有很大的發(fā)展空間,面臨至少5年的機會窗。因而華為提出4.5G的概念。”華為無線網(wǎng)絡業(yè)務部LTE產品線總裁王軍表示,4.5G移動通信技術將于2016年進入商用,屆時將帶來更大容量、更低時延、更多連接數(shù)的移動通信網(wǎng)絡,推進智能互聯(lián)生活的加速到來。華為也成為全球首家提出4.5G概念的通信巨頭。
華為認為,4.5G支持技術上的持續(xù)發(fā)展和演進,如提升速率、降低時延等,可在現(xiàn)有4G基站上僅通過升級就能實現(xiàn)。另一方面,4.5G可以幫助萬千終端用戶提升體驗,在萬物互聯(lián)興起階段幫助運營商抓住機會擴展垂直市場,帶來差異化優(yōu)勢,提升收入和盈利。
王軍表示,“運營商通過4.5G的網(wǎng)絡部署,能夠拓展整個業(yè)務范圍,因為4G還是以人和人的連接為主,4.5G是人和物的連接,物和物的連接。運營商面臨著OTT巨大競爭壓力,需要拓展一些業(yè)務范圍,所以說無論從市場的需求,還是從保護運營商的投資,以及對于客戶來說,這都是非常好的一個選擇。”
據(jù)了解,4.5G的標準和技術演進,是華為首次在全球范圍內明確提出的,也是第一次由中國企業(yè)提出的無線網(wǎng)絡國際標準,預計明年上半年將初步形成協(xié)議標準。華為也會投入資源,推動更多的伙伴參與到4.5G中。華為預計2016年,4.5G將首次實現(xiàn)商用。
4.5G可提供更大容量,更低時延,更多連接,同時,其還將使用到眾多5G的技術。因此,4.5G的應用可以也可以被看做是5G應用場景的預演。
用戶將可以享受到超高清、3D甚至全息視頻的極致用戶體驗,而大幅提升的連接數(shù)能力將可以滿足未來幾年智能家居、智能抄表及智能監(jiān)控等多種物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的需求。同時,更低的端到端時延使移動實時業(yè)務成為可能。在智能駕駛領域,10毫秒的時延可以讓汽車在60公里/小時的速度下僅行駛十多厘米就可以做出剎車反應,使無人駕駛汽車的安全性能趨于滿足商用行駛的要求。
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