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5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权

2016-10-08 15:50:51 来源:半导体器件应用网 作者:陈英韬

【大比特导读】5G时代即将来临,诸多企业乃至国家都在布局5G,未来中国有望在5G时代迎头而上,掌握更多话语权。

随着互联网络的发展,近年来移动数据流量激增,预计在未来十年中数据流量将增加1000倍,互联设备也随之呈现巨量增长,物联网和其他新型创新应用的出现将催生数百亿个互联设备出现,到2020年将有500亿的设备连接,并产生前所未有的多样性要求和与无线连接性相关的应用场景。

由于设备数量的增加,应用场景的多样性和需求的多样性将必然要求移动通信技术具有更多更先进的功能性,需要更有效、舒适和安全地接入和共享信息,并通过提高容量、能效、频谱使用效率等方面来进行。上述所有的市场特点和需求,使得面向未来无线通信环境和需求的5G应运而生。

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
5G时代势不可挡

5G的速度快、低时延、信号稳定、低功耗的优点让它一时成为当前业界的热门话题之一,就在今年G20在杭州召开的时候,联通试点开通了5G网络,让部分人对5G网络有了切身体验。作为第五代移动通信技术的5G,它的出现让物联网甚至是更多的新型连接应用成为可能,承载着太多的期望。

5G将触发网络架构的重构

目前大多数技术专家对5G的定义一般是:5G是基于4G技术上的演进和革命,严格意义上来说5G并非不是横空出世个令人惊异的新技术,5G技术是现有技术的新组合。

上海莱迪思半导体有限公司副总裁兼通讯及计算事业部总经理徐宏来认为:“5G网络将是4G网络的一个演进,而不是革命。莱迪思设计的解决方案旨在提高当今的4G网络、明天的4.5G和未来5G网络上的应用性能。”

在移动通信领域:第一代是模拟技术;第二代实现了数字化语音通信;第三代是人们熟知的3G技术,以多媒体通信为特征;第四代是正在铺开的4G技术,其通信速率大大提高,标志着进入无线宽带时代。

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
5G具有速度快、低时延、信号稳定、低功耗等优点

而5G时代对大规模天线阵列毫米波技术新型网络架构新型空口设计的关键技术核心大都是基于4G网络技术延伸而来,大都是在4G的基础上能成倍提升性能,从而实现5G。以软空口技术为例,这个技术结合Pre5G的硬件处理能力,让运营商具有了从4G到5G的平滑升级能力,4G到Pre5G这个阶段,终端不用更换,而从Pre5G到5G,基站设备也可以继续使用。因此从这个角度来说,5G是4G的演进。

同时5G也是有别于4G技术的,由于带宽和无数新型创新应用的产生,5G的通信性能不是单靠一种技术就能实现,需要多种技术相互配合共同实现。5G弥补了4G 的不足,采取全数字全IP技术,支持分组交换,将WLAN、Bluetooth等局域网技术与4G、3G技术融合,有专家认为,5G带来的不仅是对速率、成本及效率的提升,还将触发对网络架构的重构。

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
CEVA公司的无线业务部门业务发展总监Emmanuel Gresset

CEVA公司的无线业务部门业务发展总监Emmanuel Gresset表示说:“未来802.11ax (4x4和8x8) 和802.11ad (60GHz频段的WiGig)绝对会与5G共存,并且相辅相成。仅在视距(LOS)传播的毫米波将会需要部署庞大数量的小型蜂窝或接入点,它们具有支持千兆位级别蜂窝的高效的回程。这将需要全新类型传输网络处理器、基带处理器和支持多达64根天线的无线电ASIC。大量天线的波束成形将是网络性能的重要组件,并且需要新一代DSP和硬件,才可以装入小外壳的以太网供电设备中。”同时,他也表示,CEVA正在开发用于所有基站规模(从微机站到宏基站)的5G专用IP,将会在近期发布,一直以来CEVA的DSP都以极低功耗提供软件灵活性著称,不过,与先前的蜂窝标准相比,5G网络需要更多基于分布式DSP的专用指令集处理器(ASIP)。

运营商持续主导5G发展

按照国际电信联盟的规划,2020年就要全面进入5G,然而到目前为止5G技术还处于早期研究阶段,核心技术体系还没有确立。反观国内发展情况,可以说国内4G和5G几乎是同时登场。

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
三大运营商未来依然会是5G发展的主要推力

2009年1月7日,工业和信息化部正式发放3G牌照,将TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA三张3G牌照分别发放给中国移动、中国电信和中国联通,这标志着我国正式进入3G时代。随后经过长达11年的时间,3G平台才逐渐成熟,可刚成熟的时候,4G时代就来临了。然而4G前脚刚到,后脚5G技术就广受关注,因为从目前状况来看,未来的网络将会面对:1000倍的数据容量增长,10到100倍的无线设备连接,10到100倍的用户速率需求等等。未来五六年4G网络将无法满足这些需求,所以5G就必须提前登场。

5G大热,多方势力布局,对此Emmanuel Gresset表示说:“5G运营网络部署将会在5G手机供货时开展,而且会在2020年网络部署之前进行多次现场试验,比如此次中国联通为G20会议所部署的5G网络,便是一次试水。”

而徐宏来说:“由于商业和同业竞争方面的因素,运营商将是5G网络的最大推动者。如果有人能提供支持物联网的极具竞争力的解决方案,可以大大加快5G的演进。莱迪思希望授权和免授权频段都将成为5G解决方案的一部分。莱迪思的SiBEAM毫米波技术适用于固定无线宽带的回程和接入应用。”

5G时代引爆多领域创新

5G技术的出现使得物联网等多种创新型连接应用成为可能,物联网、手机、无人驾驶汽车、虚拟现实场景等多个领域都需要5G技术的支持,目前看来,Emmanuel Gresset更看好网络和移动手机,他表示说:“网络和移动手机将会首先受益于5G应用,由于3GPP Rel.14已经处于制定新功能阶段,例如设备至设备(D2D),接下来V2X (车辆至基础设施)规范也将会落实。”

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
5G将使得更多创新型应用成为可能

 

而徐宏来则认为不能早下定论,他说:“这个问题的答案取决于哪个领域对于高速和低延迟的要求最高。我们预期最早的5G应用将有可能会是固定无线宽带接入和VR。”同时他表示莱迪思的有线和无线视频技术,加上SiBEAM毫米波技术将成为下一代网络服务的重要推动力。

此外,手机作为人们生活中的日常用品,能够为5G的发展提供宝贵的实验经验,但根据专家预测,2018年的首批5G实验手机可能会出现电池寿命短、无4G切换或连接不稳定以及售价过高等问题。

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
首批5G手机的应用令人遐想

对此,Emmanuel Gresset表示说:“随着现代工艺节点的进步和集成,我们将不再重蹈当初首批单模式LTE手机覆辙,高耗能等缺点不再显著。我认为首批5G手机将会同时支持LTE和5G。第一批产品的功率和成本当然会比较高,但是很快就会赶上如今的智能手机。我们知道今天嵌入式软件的发展远远落后于Fab厂技术,这一差距每年都在增大。”

而徐宏来则更有信心地说:“莱迪思相信,5G移动设备的电池寿命短、无4G切换或连接不稳定以及售价过高等问题都将很快得到解决。莱迪思专注于降低功耗(因此增加了电池的使用寿命),通过将一直在线的功能从耗电的软件处理器移至低功耗的FPGA中,可适用于4G、Wi-Fi和5G网络中的所有设备。”

中国有望掌握话语权

从技术上来说,“技术标准未定,频谱规划先行”,流量需求的剧增,使的现有频谱难以满足用户需求,规划新的频谱才能迎接5G时代的到来。Emmanuel Gresset表示说:“5G技术要实现发展,第一个要解决的问题是为5G网络分配10-70GHz范围频段,然后才是提供足够精确的标准,使得OEM和手机供应商能够联合规范进行工作。”

5G技术发展之路存在诸多挑战,但更多的关注点都放在了5G的技术标准上。5G无线规范对于整个5G技术标准的制定来说具有里程碑式的意义,不同于4G通讯技术,5G时代有望形成全球统一的标准。

对于5G标准发展方向,徐宏来表示:“4G LTE和Wi-Fi在如今运营商的技术工具包中扮演着互补的角色,如今授权和免授权的毫米波频段都将在5G网络中发挥同等的作用。我们期望这种两者相结合的解决方案成为最佳的解决方案。”

Emmanuel Gresset则认为国际上已经有公司在这方面发挥了长足的作用,他说:“为了在2018年前实现产品开发和认证,Verizon公司发布了5G技术规范,其制定的规范更能让业界接受,这也表明了认真的一级运营商愿意并且正在定义自己的5G规范。同时2016年10月召开的3GPP RAN会议预计将会确定OEM和UE供应商急切盼望实施的New RAT (NR)。”

7月份的时候,Verizon公司宣布计划成为首家公布5G无线规范的运营商,此前美国市场的4G LTE网络也是由Verizon启动。Verizon表示它已经完成了5G无线规范的标准制定,这些标准将被智能手机制造商和组件供应商采用,同时一些厂商也将及时推出5G网络维护服务。

5G时代即将来临,中国有望掌握更多话语权
中国有望在5G技术上掌握更多话语权

虽然Verizon公司在标准上目前有所领先,但是未来中国将在5G时代中的话语权将会更大也是不容置疑的。徐宏来也对国内市场表示得更有信心,他说:“只要在中国市场5G可以为物联网提供更大的价值,就能引领中国市场的5G商用化进程。”

数据显示,中国已经建成全球最大的4G网络,基站的规模数超过了200万个,用户数突破了5亿人,拥有全球第一的互联网和移动互联网用户数,成为全球最大的电子信息产品生产基地和最具成长性的信息消费市场,培育了一批具有国际竞争力的企业。2015年底,中国已经拥有了6.88亿网民,网民的普及率达到了50.3%,全年移动互联网接入的流量超过了400万T,同比增长了103%。庞大的用户规模和市场增长率孕育着巨大的应用需求和发展的潜力,为我们加快步入5G时代奠定了基础。

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