童文:單打獨斗在5G時代不會成功
——專訪華為Fellow、華為5G首席科學家童文博士
從ITU定義的5G需求來看,無論是對上網速率、聯接數還是端到端時延的要求,4G網絡及其演進都無法滿足。而在業界希望5G早日實現商用的同時,現階段還有很多關鍵技術亟待突破。“5G需要革命性技術創新!”童文認為,“革命性技術創新才是5G,可以看到3GPP標準里大創新的技術點就是新編碼技術、新的多址接入技術和新的波形調制技術,這是移動通信技術斷代的核心的標志。因此,華為聚焦的5G技術將包括三大關鍵:新架構、新空口、全頻譜。”
5G時代,網絡需要滿足各行各業的各種需求,但傳統的蜂窩網和“一刀切”的模式已經不能滿足各行各業對移動通信網絡的不同需求,網絡架構必須要創新。“新架構需要一個物理網絡承載千百行業,商業驅動的端到端網絡切片應運而生,以此來實現自適應空口、云化架構、自助式敏捷運營。”童文指出,通過SDN/NFV的云化架構,基于同一個物理網絡實現虛擬化的網絡切片來滿足5G各個行業的差異化需求,已經成為業界共識。
在世界移動通信大會(MWC16)期間,華為聯合德國電信發布了全球5G端到端網絡切片樣機,并現場展示了兩種典型場景下的能力:1ms低時延業務和體驗速率達1.5Gbps的eMBB業務,實現了機械實時控制和虛擬現實兩個應用場景,它們對網絡的能力要求并不一樣:機械實時控制要求低時延,虛擬現實要求大帶寬,但它們都是在一個物理網絡上、一個數據中心、一個基站、一個頻譜上實現。
一套空口:適配各類業務場景
與此同時,空口技術能否在5G時代有突破性創新,一直被業界寄予厚望,也是未來5G眾多應用和美好愿景能否實現的關鍵。
“華為提出的新空口技術,能夠實現無線空口的切片。”童文介紹說,“華為主導的5G統一空口技術能夠適配各類差異化業務場景,即一套空口靈活適配各類業務需求,使頻譜效率提升三倍以上。比如,傳感器要求大聯接,我們的空口技術就能靈活適配提供3倍以上的聯接數;虛擬現實要求大帶寬,我們就盡量提升頻譜的效率使上網更快;做自動駕駛,我們的空口就能提升可靠性并降低時延。”
2015年3月,華為向業界發布了5G新空口關鍵技術,同年4月面向全球分析師發布5G空口技術白皮書,新空口關鍵技術及網絡架構核心觀點被IMT-2020(5G)推進組采納并作為主導技術寫入其發布的中國《5G無線技術架構》和《5G網絡技術架構》白皮書;華為原創技術和觀點包括新的波形Filtered-OFDM、稀疏碼分多址SCMA、信道編碼PolarCode及切片式的網絡架構、控制面和用戶面分離等。
華為還聯合NTTDOCOMO、德國電信、沃達豐、中國移動等全球領先運營商在成都部署了世界大的5G低頻技術驗證外場,用于驗證5G空口技術和網絡架構。華為與NTTDOCOMO新測試結果顯示,在現有低頻頻段上的平均吞吐量達到3.6Gbit/秒,同時驗證了華為提出的全套新空口技術,在不增加天線和站址的情況下,相比LTE可以使頻譜效率和聯接數提升3倍以上;利用高頻頻譜開放的樣機,華為與德國電信在毫米波頻段測試速率達到70Gbit/秒,再一次刷新世界紀錄。
頻譜選擇:C波段將成潛在大連續低頻段
頻譜資源是移動通信發展的核心資源,也將在很大程度上決定著產業未來發展前景,5G時代亦是如此。根據預測,未來10年頻譜缺口達1000MHz以上,下一代移動通信技術發展在頻譜資源方面仍然面臨較大壓力。5G網絡對于更多更寬的頻譜資源的需求與全球能夠統一的頻段越來越少的現狀也是業界普遍擔心的問題,如果頻譜過于分散,將不利于產業鏈降低成本和持續發展。
對于5G時代的頻段選擇題,童文指出,從基本原理來說,高頻不可能單獨組網,無法在任何時間任何地點都提供上網功能,所以高頻將只是很多局部熱點的補充,特別是在室內場景將有很多使用;蜂窩網絡的無縫覆蓋,無論是聯接人還是聯接物還是需要6GHz以下的低頻段。因此,未來5G網絡的頻段將以6GHz以下低頻為主、高頻為輔。
其實,從國際電聯的WRC-15頻譜大會已經可以基本看出未來5G可用的大致頻譜范圍。據童文介紹,國際電聯WRC-15對于頻譜的新觀點認為,C波段將成為5G潛在的大連續低頻頻段,以現有的3400-3600MHz為核心,向上拓展到3300-3400MHz,形成連續300MHz頻譜,作為IMT未來發展的重點頻段,包括應用于4.5G和5G。
當然,移動通信技術的更新換代和頻譜資源的日益稀缺,是整個MBB產業必須要長期面對的巨大挑戰。童文呼吁政府和產業界能夠共同努力,繼續推動釋放更多頻譜用于移動通信產業發展;積極推動全球統一的低頻(6GHz以下)和高頻(6GHz以上)頻段,以利于構建新的產業鏈,滿足下一代移動通信系統高速率、大容量的業務需求。
開放合作:健壯生態鏈共贏MBB產業未來
當前,包括全球眾多5G研發組織、運營商、設備商、學術界等在內的產業鏈各方都在5G研發和關鍵技術創新方面持續加大投入,全力助推5G在2020年能夠商用。“從華為來說,對于關鍵技術,啃難啃的骨頭一直是華為公司的傳統。”童文表示,華為從2009年個LTE網絡商用之際就開始5G研究,目前在國內外有11個與5G相關的研究中心,華為在5G研究和標準兩個階段的投入就將達到6億美金,未來在產品開發和部署階段還會有更多投入。
目前,華為與產業界、學術界、全球主流運營商以及垂直行業合作伙伴展開了廣泛的對話和合作,共同推進5G技術創新、5G統一標準和產業進程。華為是歐盟框架計劃METIS項目和5GPPP的董事會成員,5GPPP研究項目群已在2015年7月正式啟動,華為重點領銜參與了其中5個;此外,華為是英國5GIC的創始人之一,英國所有的主流運營商都參與其中,2015年9月5GIC在英國開通了歐洲大的5G空口驗證外場。
在中國,華為全面參與了中國IMT-20205G推進組的各項工作,5G技術創新,推動全球5G統一標準制定;在日本,華為是5G移動通信推進論壇(5GMF)的重要研發合作伙伴;在韓國,華為是5GForum的重要研發合作伙伴。除了華為自身投入巨資研究5G之外,華為同樣與全球50多所大學開展5G研究,包括美國的哈佛大學、紐約大學、歐洲慕尼黑工業大學、瑞典工學院以及中國的清華、北大等,已發布超過250篇論文。
與大T的合作,自然必不可少。華為與全球移動運營商聯盟組織NGMN的成員進行了密切合作,探討5G需求、定義5G場景。據童文介紹,目前,華為與運營商正式簽署的5G合作備忘錄包括中國移動、日本NTTDOCOMO、韓國LGU+、KT、歐洲沃達豐、德國電信、Telefonica、TeliaSonera、新加坡電信、俄羅斯Megafon、中東Etisalat等超過20家全球主流運營商。其中,華為將與俄羅斯Megafon合作為2018世界杯場館提供5G試驗網絡覆蓋,與中東Etisalat合作為2020世博會提供5G商用網絡覆蓋。
5G的研發,已經不再只是移動通信產業自己的事情,同時需要與更多垂直行業的合作。華為是歐洲5GVIA(5G垂直行業使能器)的創始人之一,聯合行業組織、標準組織、歐洲主流運營商和設備商共同推進5G垂直行業應用,包括5G技術在輔助駕駛和自動駕駛、智慧醫療、智能制造、智能電網等領域的應用;華為與國際四大知名車企簽訂5G技術研究合作協議,并在德國已經啟動外場測試;2016年3月,華為與世界四大工業機器人公司之一的KUKA簽署戰略合作協議,共同推進5G技術在工業4.0和智能制造領域的應用。
說在后,童文再次強調,“如果僅憑一個公司單打獨斗,不可能帶動技術和市場的充分成熟以及規模效應,也不可能獲得真正的成功。只有商業成功技術才能成功,只有生態鏈成功產業才能成功。所以,華為呼吁產業界開放合作,持續加大投入,通過革命性的技術創新來做大做強下一代移動通信技術,共同推進5G統一標準、技術創新和產業發展,使能萬物互聯的全聯接世界。
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