5G时代，万物互联将至
发布时间：2017-01-05 10:10:24 来源于：CBF聚焦网
摘要：错过了2G、3G、4G时代，中国在全球5G网络标准上有了比较有分量的话语权。美国时间11月17日凌晨，在3GPPRAN第187次会议关于5G短码方案讨论中，中国华为推荐的PolarCode(极化码)方案获得认可，成为5G控制信道eMBB场景编码的最终解决方案。
错过了2G、3G、4G时代，中国在全球5G网络标准上有了比较有分量的话语权。美国时间11月17日凌晨，在3GPPRAN第187次会议关于5G短码方案讨论中，中国华为推荐的PolarCode(极化码)方案获得认可，成为5G控制信道eMBB场景编码的最终解决方案。
消息传来，中国的媒体和IT行业一片振奋，有些媒体已经喊出来中国掌握5G标准，华为碾压高通之类的过于乐观的口号。消息之后，更多理性的专家观点和深度分析文章姗姗来到，对涉及的技术和标准进行了专业的解读：“华为拿下5G时代系误读!华为短码方案成功挺进5G技术标准，但说赶超高通还为时过早”。
在4G成熟应用并驱动移动互联网迅速发展的同时，5G时代正悄然来临。智能制造、远程医疗、智慧交通……不妨想象一下，万物互联将会给生活带来什么变化？引发何种行业变革？很多人可能会疑惑，在全球4G普及率还较低的时候，有必要开始讨论5G吗？5G时代离我们还有多远？
我们为什么需要5G
从1G到4G，主要解决人与人之间的沟通，5G将解决人与人之外的人与物、物与物之间的沟通，即万物互联。所谓“5G”，是指第五代移动通信技术，此前移动通信领域经历了四代技术的发展，其特征是从模拟技术、数字技术一直走到现在的高速多媒体通信，可接入设备显著增加，使用速率大大提高，能够为移动互联网和物联网的发展创造必要的网络条件。
中兴通讯无线经营部总经理张建国指出，到了5G时代，人不再是连接的主角，除了数十亿人与人的连接，还将出现数百亿甚至数千亿人与物、物与物之间的连接，未来万物互联的世界蕴藏着巨大的机遇。因此，无论对于通信企业还是整个国家而言，掌握5G发展的主动权就显得异常重要。
在4G技术刚刚普及的今天，包括三星、爱立信、诺基亚、华为、中兴等国内外企业，都已在5G技术研发上积极跟进。据三星公司介绍，4G技术更多的是为了提升移动宽带传输峰值速率和频谱效率，目标峰值速率是1Gbps；而5G会在移动宽带峰值速率上有大幅度增强，要达到20Gbps。“更为重要的是，5G是对海量连接和低时延高可靠应用两个新应用场景的性能进行提升。”三星全球执行副总裁、三星电子中国产品战略及研发总裁王彤说。
先说海量连接。现在，移动通信还是以人和人之间的通信为主。随着个人所携带的个人设备如智能手机、平板、PC、智能手表、VR等可穿戴设备的增加，这些设备之间，这些设备与家庭物品、社区物品如公共交通和物流工具等，将来都有望实现连接。这样移动通信网络需要接入的连接数将是非常巨大的，对于传统的网络来讲，这无疑是一个巨大挑战，需要一些革新性的技术来实现海量连接。
再说低时延高可靠应用。进入可以将一切连接起来的时代之后，为了保障个人信息与财产安全，防御各种犯罪和恐怖活动，需要更高层次的安全措施。否则不仅会造成个人隐私泄露、金融财产损失，而且还可能威胁到自动驾驶汽车、远程控制等相关人员的生命安全。这些如远程医疗、车联网、智能工业控制等应用，由于它们的特殊性，需要非常可靠的信息传输以及非常低的传输时延，这些应用是传统的4G系统无法满足的，将会依赖于5G系统进行低时延、高可靠的数据传输。
中兴通讯CTO徐慧俊表示，经常看到这样的新闻，由于交通堵塞，急救车没能及时将病人送到医院。那么，怎么才能避免这样的事情出现呢？中兴通讯正尝试通过无线通信、云计算、物联网、车联网、大数据、人工智能等技术，实现跨行业、跨区域的交通数据和业务的互联互通，甚至对实时路况进行主动分析。
把车与车之间、车与路之间，乃至更多的道路信息连起来，彼此分析各自的状态，比如每辆车在哪里、以多快的速度在行驶、目的地是哪里、路上有没有积水、前方有没有红灯等，然后得出最佳行驶方案，提供给驾驶员，甚至实现安全无人驾驶。“而这些，都需要5G技术的支撑，因为我们需要尽可能多的感知和尽可能快的交互。”徐慧俊说。
5G网络开启物联网时代
根据目前各国研究，5G技术相比目前4G技术，其峰值速率将增长数十倍，从4G的100Mb/s提高到几十Gb/s。正因为有了强大的通讯和带宽能力，5G网络一旦应用，目前仍停留在构想阶段的车联网、物联网、智慧城市、无人机网络等概念将变为现实。此外，5G还将进一步应用到工业、医疗、安全等领域，能够极大地促进这些领域的生产效率，以及创新出新的生产方式。
中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨介绍，随着5G网络的应用，各类物联网将迅速普及。他介绍，目前汽车与汽车之间还没有通讯。有了5G网络，就能让汽车和汽车、汽车和数据中心、汽车和其他智能设备进行通讯。这样一来不但可以实现更高级别的汽车自动驾驶，还能利用各类交通数据，为汽车规划最合理的行进路线。一旦有大量汽车进入这一网络，就能顺利实现智能交通。
欧盟研究认为，远程医疗也是5G重要的应用领域之一。目前，实施跨越国界的远程手术需要租用价格昂贵的大容量线路，但有时对手术设备发出的指令仍会出现延迟，这对手术而言意味着巨大的风险。但5G技术将可以使手术所需的“指令-响应”时间接近为0，这将大大提高医生操作的精确性。在不久的将来，病人如果需要紧急手术或特定手术，就可以通过远程医疗进行快速手术。
5G网络同样能让普通用户受益匪浅。除了多样化、不卡顿的各类多媒体娱乐外，智能家庭设备也会接入5G网络，为用户提供更为便捷的服务。例如，普通用户下载一部8G高清电影的时间将从3G时代的70分钟和4G时代的7分钟，降低到短短的6秒钟。除深刻地影响我们的生活，还将带来数不清的新机会，当然也将给传统模式的保守者带来巨大的挑战。
除上述应用外，众多物联网应用也将成为5G大显身手的领域。尽管目前物联网尚未大规模应用，但业界普遍认为，物联网中接入的设备预计会超过千亿个，对设备数量、数据规模、传输速率等提出很高的要求。由于当前的3G、4G技术不能提供有效支撑，所以物联网的真正发展离不开5G技术的成熟，同时也将成为推动5G技术发展的动力之一。
抢占通信技术革命先机
目前，第三代合作伙伴计划3GPP对5G定义了三大场景：eMBB、mMTC和URLLC。
eMBB对应的是3D/超高清视频等大流量移动宽带业务，mMTC对应的是大规模物联网业务，而URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务。
这次决定的仅仅是eMBB场景编码的最终解决方案，其他两个场景用什么还没讨论。而在eMBB场景编码中，中国华为推荐的PolarCode也仅仅是控制信道编码的最终解决方案。数据信道编码方案还是由美国提出的基于LDPC技术的编码提案，华为的基于PolarCode的数据信道编码方案未被采纳。
就是说三种场景只讨论了一种eMBB，eMBB所用到的编码，华为的PolarCode也仅仅赢了一场。对于中国通信企业来说，要参与5G国际标准的制定只是万里长征的第一步。
尽管5G技术前景广阔，但目前离正式商用仍有一段时间，5G标准也尚未正式确定。但毫无疑问，在5G标准制定中掌握话语权，将会在新一代移动通信技术革命中占据先机。
根据国际惯例，总部位于瑞士日内瓦、主管信息通信技术事务的联合国专门机构——国际电信联盟将是5G标准的最终决定机构。该机构负责分配和管理全球无线电频谱、制定全球电信标准，在全球信息通信领域发挥重要作用。
国际电信联盟目前已经启动5G标准研究工作，并明确了“IMT-2020及展望”项目的工作计划，其中2016年将开展5G技术性能需求和评估方法研究，2017年底启动5G候选方案征集，2020年底完成标准制定。在这个过程中，包括欧盟在内的各方均可向国际电信联盟递交申请。
欧盟已旗帜鲜明地强调，希望能确立全球统一的5G技术标准，而不再是多种标准并存，以实现全球互通性和规模经济。事实上，由于5G技术与未来的物联网产业息息相关，蕴含着巨大的经济和战略利益，欧美日韩等国都希望能在技术标准上占据主导权，因此也都早早进行了相应的技术研发和布局。
早在2012年11月，欧盟就已启动总投资达2700万欧元的大型科研项目METIS，研发5G技术。该项目组研发阵容强大，现阶段29个成员中包括阿尔卡特朗讯、爱立信、华为、诺基亚西门子等五家设备厂商，德国电信、DoCoMo、法国电信、意大利电信、西班牙电信五家运营商，以及欧洲众多的学术机构和宝马集团，还有大约80名专家全职参与该项目。
除了欧盟外，美国、韩国、日本也联合国内运营商和电信设备制造商，开展了相应的技术研究和产业布局。目前，各国在5G标准领域的争夺战正日益激烈。5月31日，在北京召开的首届全球5G大会，各国的5G标准制定机构均透露了各自研发的最新进展。
日本5GMF秘书长佐腾效平介绍，经过一年半的工作，日本近期推出了《5GMF白皮书》，其目标之一是到2020年，在东京奥运会期间使用5G服务。他认为，5G标准化工作还在开始阶段，目前日本运营商DoCoMo已经进行了一些网络试验，在提出5G标准时，日本将具有一定的优势。
韩国在5G发展上态度积极，韩国5G论坛执行委员会主席YoungnamHan表示，韩国的5G商用进程将以服务2018年平昌冬奥会为关键时间节点，未来两年5G论坛将着重研究第二阶段的测试工作，同时包括VR、AR以及系统开发等方面的工作。外界认为，如果韩国能够在2018年率先应用5G网络，将在5G标准制定方面占据主动。
美国5GAmericas主席Chrispearson介绍，该组织成员已经进行了很多测试工作，运营商AT&T会在2016年下半年进行测试。
除了各国系统性的展开技术研发外，行业主流公司也已在5G领域发力。近期，手机芯片制造商高通就表示，正在加快5G芯片的研发，目前高通已经完成了各类技术测试，预计到2018年将根据最终的5G国际标准，正式推出量产的5G手机芯片。
中国加速布局5G网络
在世界移动通信的演进历程中，中国依次经历了2G跟踪、3G突破、4G同步的阶段。中国目前正在稳步推进5G研发工作，并已适当地领先于国际电信联盟的工作时间表。在5G这个没有硝烟的战场上，我国当然也不甘落后。工信部总工程师张峰此前就表示，我国将在2020年实现5G网络商用。
我国IMT-2020（5G）推进组于2013年2月由工信部、发改委和科技部联合推动成立，目前至少有56家成员单位，包括中兴、华为、中国移动、中国联通和大唐电信等。
IMT-2020（5G）组长单位国家无线电监测中心介绍，2013年开始，在IMT-2020推进组的部署下，中心深入开展了一系列5G研发工作，主要承担了频谱需求、候选频段、电磁兼容分析、频谱使用效率评估等研究任务，包括牵头承担“IMT-2020候选频段分析与评估”，重点参与“后IMT-Advanced移动通信技术及发展策略研究”等国家科技重大专项，以及“第五代移动通信系统前期研究开发”。
除了国家层面的研究外，包括中移动、华为、中兴在内的中国企业都已积极展开5G技术的研发和布局。2014年2月，中国移动就公开表示，中国移动将全力支持5G项目发展，并希望通过努力引导产业界5G技术研发和技术标准的制定，在移动通信标准领域继续发挥引领性作用。
近日，在北京举办的我国首届5G创新发展高峰论坛上，中国IMT-2020(5G)推进组宣布，国产5G技术目前已经完成了第一阶段的实验工作，各项关键技术都已顺利通过了验证。并向参与该阶段实验的华为、中兴通讯、大唐电信、爱立信、诺基亚上海贝尔（已经合并）、英特尔、三星等，共7家国内外机构颁发了证书。
目前第一阶段完成验证的关键技术包括：大规模天线、新型多址、新型多载波、高频段通信等7个无线关键技术，以及网络切片、移动边缘计算等4个网络关键技术。据悉，第二阶段试验将重点开展面向移动互联网、低时延高可靠和低功耗大连接三大5G典型场景的无线空口和网络技术方案的研发与试验，并计划在2017年底前完成。
“目前，中国正在稳步推进5G研发工作，并已适当地领先于国际电信联盟工作时间表。相信中国在5G标准化过程中发挥的作用将比4G时期进一步提高，将为全球5G产业发展做出不可替代的贡献。”国家无线电监测中心副总工程师黄标这样表示。
也有业内人士表示，在5G战略制高点的争夺中，我国企业任重道远。北京鼎宏元正知识产权代理事务所高级合伙人李波对5G技术进行专利检索发现，截至2015年4月1日，世界主要申请人中，提交5G专利申请数量最多的是日本电报电话公司（NTT），申请量为61件；三星排在第二位，提交的专利申请量为53件；阿尔卡特朗讯公司作为传统的通信业领导者，也提交了41件专利申请。
“我国华为在5G技术方面提交的相关专利申请为30件，东南大学、中兴通讯、电信科学技术研究院等对5G技术也有一定的专利积累。从专利数量分布看，相较于日、韩、欧、美等国家和地区而言，我国的研发力量不够集中，研发水平仍有待进一步提升。”李波坦言。
（责任编辑：千寻）
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