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详解5G通信:5G技术现状与未来趋势展望
2018-05-30 17:54:06  出处:天极网  作者:吾王 编辑:振亭   点击可以复制本篇文章的标题和链接
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从2016年以来,5G热度逐步攀升。作为下一代移动通信网络,如果用一个关键词来形容5G,那就是“快”。

5G不仅会极大地改变人们现有的生活和工作方式,提升通信效率,还可以加大很多前沿技术和产品落地的可能性。

5G牵动着许多企业的神经,足以改变移动通信产业的格局,甚至牵扯到国家利益。

我们看到,无论是国外公司诸如高通、英特尔等,还是华为、中兴和联想等民族企业,以及各大电信运营商,都在积极布局5G,力图在5G格局中抢占先机,获得最大利益。

笔者试图从移动通信网络的演进、5G技术和5G国际标准制定等不同的角度来阐述5G,让你对它有一个更好的认识。

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从大哥大到智能手机

1983年,摩托罗拉第一部商用手机投放市场,其价格为3995美元,重1.13公斤,堪比“砖头”。国人用“大哥大”来形容这种昂贵笨重的手机。当时,大哥大被视为财富和地位的象征,是许多人梦寐以求的东西。

拿着大哥大,两人就可以打电话,背后技术是第一代蜂窝移动通信系统(1G)。1G是模拟蜂窝移动通信,但因为是模拟通信,抗干扰性差,同时简单的FDMA技术使得频率复用度和系统容量都不高。

后来,手机越来越小,性能逐渐增强,诺基亚、摩托罗拉手机品牌开始深入人心:这是2G时代。与1G不同,2G是数字通信,抗干扰能力大幅提高。

同时,2G可以说对接下来的3G奠定了基础,比如分组引入和对空中接口的兼容性改造,让手机不再只有语音、短信等单一功能,还可以更有效率的接入互联网。

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如果说2G只是让大家“尝鲜”,那么3G网络才带来了真正意义上的改变。3G网络能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

但是,3G太慢,看视频、打游戏不行,4G于是进入我们的视野,智能手机涌现。

如果说3G让人们跨入互联网门槛,那么4G则刺激了互联网应用的繁荣,即时消息、网上购物、网上支付、在线视频和在线游戏等等应用层出不穷。

但是,万物互联、4K和8K视频的实时播放、自动驾驶、远程医疗等等新场景和应用需求的出现,让4G“扛不住”,于是人们又开始研究5G,又称为第五代移动通信系统。

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5G

与4G相比,5G网速能达到每秒15Gb。这意味着,可以秒下高清电影,在线游戏、实时高清视频和远程交互等都不是梦。

同时,5G网络具有速率极高(eMBB)、容量极大(mMTC)和时延极低(URLLC)三个特征。比如10Gbps的峰值数据速率、1ms空口传输时延、比4G提高3-5倍的频谱效率和每平方公里千兆的连接密度以及100倍的功效提升等。

可以想象,到2020年,5G将为用户提供光纤般的接入速率,“零”时延使用体验,千亿设备的连接能力、超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务,实现“信息随心至 万物触手及”的愿景。

推进5G标准的两大国际组织

既然5G如此重要,那么许多国家和各大科技公司都在抢抓机遇,占领制高点,力争成为5G引领者。

与之前不同,国际组织一开始就积极推动相关标准制定,细化5G进程,力图实现标准化和全球化。具体说来,5G标准化的组织主要是国际电信联盟(ITU)和第三代合作伙伴计划(3GPP),二者侧重点不同,共同推进5G。

ITU:2015年6月,该组织完成5G愿景的研究;2017年6月完成IMT-2020(5G)最小技术指标要求的制定,确定14项性能指标的详细定义、适用场景等,并完成一系列支持IMT-2020候选技术提交及技术评估工作的关键文件。

3GPP:它是全球影响最大的通讯标准化机构,主要协调各组织形成通讯领域的标准制定。据悉,3GPP明确5G将包含两个版本,2018年6月完成Release 15(R 15),2019年9月完成Release 16(R16)。

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其中R 15又分为两个子阶段,第一子阶段是2017年12月完成非独立组网(NSA)的5G标准;第二子阶段是2018年6月完成可独立组网(SA)的5G标准。由此可见,5G标准是一个非常浩大繁杂的项目

投票的自由 利益的纠葛

在5G标准的制定过程中,公司、行业、国家之间不断上演着利益纠葛与争夺。最近,网络上出现有关“联想公司在5G方案上没有投票给华为,而是投给了高通”的相关言论,把这家备受关注的科技企业推向了风口浪尖。

3GPP关于5G标准制定的投票详情,我们可以通过官网获知详情。

由于3GPP是一个公开化的国际组织,因此有关三次会议的记录都有相应的文件。根据《三联生活周刊》的报道,在2016年8月第一次会议上,LDPC、Polar和Turbo三种编码方案被正式提出。在LDPC上,高通占有70%的专利,Polar上,华为占大部分,这三次会议争夺的焦点就是“数据信道编码”和“控制信道编码”这两块。

其中,Turbo编码基本满足不了5G对网络的苛刻要求,LDPC在“数据信道”的优势突出,Polar在“控制信道”上的优势也明显。

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第一次会议投票,并没有出现联想公司。第二次会议中,联想支持了高通主导的LDPC方案,最终结果是15家公司支持LDPC方案,支持Polar方案的只有华为,支持Turbo+LDPC的有5家公司(多为日韩企业),支持LDPC+Polar的有17家(多为中国企业)。

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但是,第二次会议并没有做出最终决定。在第三次会议中,支持LDPC的有高通、三星、诺基亚等33家公司,而支持Polar则有华为、中兴、小米、联想等中国57家企业。

虽然支持华为Polar的票数多,但是投票权比重不够,比如联想和摩托罗拉的投票权可能不足诺基亚的三分之一。因投票权比重不高,最终还是由LDPC方案拿到了5G移动宽带数据信道的全部份额。

而在控制信道方面,华为Polar方案以绝对优势,获得了胜利!

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写在后话:

作为下一代通信技术,5G影响深远,意义重大。对消费者来说,可能意味着更方便的生活和工作;对5G产业链上的企业来说,这意味着新机会、新市场。

因此,不管是企业,还是国家,都会在这场5G争夺战中使出浑身解数,获取最大利益。

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