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访华为5G首席科学家童文:单打独斗在5G时代不会成功

2016-04-19 09:08
来源: C114

  展望一下未来万物互联的全联接世界,车联网、自动驾驶、远程机械控制、VR(虚拟现实)等原本看似不可能的事情,都将有望从梦想照进现实。而实现这一切联接的一个重要基础,就是面向2020年及未来商用的第五代移动通信技术5G

  毫秒级的时延、高于10Gbps甚至超过100Gbps的用户速率、提升100倍的联网设备数量、大幅提升频谱效率、实现1毫秒时延等等,是人们对于5G网络性能的期待。而在这些美好愿景真正实现之前,全球移动通信产业界还将面临诸多巨大挑战——5G标准如何制定?潜在的关键技术会有哪些?目前业界在5G研发方面有哪些突破性进展?对此,华为Fellow、华为5G首席科学家童文博士在接受专访时为我们进行了详细解读。

  华为Fellow、华为5G首席科学家 童文

  业界共识:统一标准意义重大

  随着5G研发大幕已经在全球开启,包括欧盟5GPPP、中国IMT-2020(5G)推进组、韩国5G论坛、日本5GMF等5G研究组织已经开始在5G愿景、需求、目标、能力、关键技术、标准化和频谱等方面进行了大量前瞻性研究。而在5G研发的众多维度中,标准制定无疑是重中之重。

  对于5G的商用时间表,业界普遍认为5G将有望在2020年左右投入商用。据了解,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5G将开始商用。

  目前,业界在5G标准制定方面已经达成普遍共识,希望最终能够形成一个全球统一的5G标准。回顾移动通信技术更新迭代的历史,2G时代有两个技术标准:GSM和CDMA;3G时代有四个技术标准:WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、Wimax;4G时代逐步归一到LTE一个标准,其2种制式FDD和TDD在技术上90%都是一样的,并且随着MBB产业的蓬勃发展,FDD和TDD将进一步融合在一起,为消费者提供更高的上网速率和用户体验。

  全球统一标准的意义不仅仅在于技术本身,更重要的是在于对有效降低成本、提高广泛应用的可行性以及整个产业链的推动将起到巨大作用。“5G统一标准意味着在全球范围只要构筑一个产业链,能够快速降低产业成本,可以全球漫游,实现全球化的规模经济效益,使全社会各个行业都受益。”童文认为,无论从技术发展,还是从全球规模经济效益而言,一个全球统一的5G技术标准符合全世界共同利益,已经成为全球共识。

  当然在5G标准制定过程中,不同的5G研究组织、运营商、设备厂商之间在具体的技术上可能也会存在一些分歧。“无论是私有的技术标准还是一家独大的产业格局,都不能带动市场的成熟和规模经济效应,最后成功的必然是最大的、全球统一标准的产业链。”童文呼吁,产业界应该“开放合作”,持续加大投入和创新,把精力更多地放到共同推进形成5G全球统一标准和产业发展上来,共同推动5G时代早日到来。

  架构创新:网络切片满足各行业差异化需求

  未来,5G究竟能做什么?在2015年的ITU会议上,已经定义了5G的三类典型应用场景:一是增强型的移动宽带eMBB,这种应用场景下的智能终端用户上网峰值速率要达到10Gbps甚至20Gbps,从而使能虚拟现实、无处不在的视频直播和分享、随时随地的云接入等大带宽应用;二是大连接物联网mMTC,要求5G网络支撑的人和物的联接数量达到100万/平方公里;三是低时延超可靠通信uRLLC,要求5G网络的时延达到1毫秒,从而使能垂直行业的应用,如智能制造、远程机械控制、辅助驾驶和自动驾驶等低时延业务。

  从ITU定义的5G需求来看,无论是对上网速率、联接数还是端到端时延的要求,4G网络及其演进都无法满足。而在业界希望5G早日实现商用的同时,现阶段还有很多关键技术亟待突破。“5G需要革命性技术创新!”童文认为,“革命性技术创新才是5G,可以看到3GPP标准里最大创新的技术点就是新编码技术、新的多址接入技术和新的波形调制技术,这是移动通信技术断代的最核心的标志。因此,华为聚焦的5G技术将包括三大关键:新架构、新空口、全频谱。”

  5G时代,网络需要满足各行各业的各种需求,但传统的蜂窝网和“一刀切”的模式已经不能满足各行各业对移动通信网络的不同需求,网络架构必须要创新。“新架构需要一个物理网络承载千百行业,商业驱动的端到端网络切片应运而生,以此来实现自适应空口、云化架构、自助式敏捷运营。”童文指出,通过SDN/NFV的云化架构,基于同一个物理网络实现虚拟化的网络切片来满足5G各个行业的差异化需求,已经成为业界共识。

  在世界移动通信大会(MWC16)期间,华为联合德国电信发布了全球首个5G端到端网络切片样机,并现场展示了两种典型场景下的能力:1ms低时延业务和体验速率达1.5Gbps的eMBB业务,实现了机械实时控制和虚拟现实两个应用场景,它们对网络的能力要求并不一样:机械实时控制要求低时延,虚拟现实要求大带宽,但它们都是在一个物理网络上、一个数据中心、一个基站、一个频谱上实现。

  一套空口:适配各类业务场景

  与此同时,空口技术能否在5G时代有突破性创新,一直被业界寄予厚望,也是未来5G众多应用和美好愿景能否实现的关键。

  “华为提出的新空口技术,能够实现无线空口的切片。”童文介绍说,“华为主导的5G统一空口技术能够适配各类差异化业务场景,即一套空口灵活适配各类业务需求,使频谱效率提升三倍以上。比如,传感器要求大联接,我们的空口技术就能灵活适配提供3倍以上的联接数;虚拟现实要求大带宽,我们就尽量提升频谱的效率使上网更快;做自动驾驶,我们的空口就能提升可靠性并降低时延。”

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