5G時代，萬物互聯將至

千尋

錯過了2G、3G、4G時代，中國在全球5G網絡標準上有了比較有分量的話語權。美國時間11月17日凌晨，在3GPPRAN第187次會議關于5G短碼方案討論中，中國華為推薦的PolarCode（極化碼）方案獲得認可，成為5G控制信道eMBB場景編碼的最終解決方案。

消息傳來，中國的媒體和IT行業一片振奮，有些媒體已經喊出來中國掌握5G標準，華為碾壓高通之類的過于樂觀的口號。消息之后，更多理性的專家觀點和深度分析文章姍姍來到，對涉及的技術和標準進行了專業的解讀：“華為拿下5G時代系誤讀！華為短碼方案成功挺進5G技術標準，但說趕超高通還為時過早”。

在4G成熟應用并驅動移動互聯網迅速發展的同時，5G時代正悄然來臨。智能制造、遠程醫療、智慧交通……不妨想象一下，萬物互聯將會給生活帶來什么變化？引發何種行業變革？很多人可能會疑惑，在全球4G普及率還較低的時候，有必要開始討論5G嗎？5G時代離我們還有多遠？

我們為什么需要5G

從1G到4G，主要解決人與人之間的溝通，5G將解決人與人之外的人與物、物與物之間的溝通，即萬物互聯。所謂“5G”，是指第五代移動通信技術，此前移動通信領域經歷了四代技術的發展，其特征是從模擬技術、數字技術一直走到現在的高速多媒體通信，可接入設備顯著增加，使用速率大大提高，能夠為移動互聯網和物聯網的發展創造必要的網絡條件。

中興通訊無線經營部總經理張建國指出，到了5G時代，人不再是連接的主角，除了數十億人與人的連接，還將出現數百億甚至數千億人與物、物與物之間的連接，未來萬物互聯的世界蘊藏著巨大的機遇。因此，無論對于通信企業還是整個國家而言，掌握5G發展的主動權就顯得異常重要。

在4G技術剛剛普及的今天，包括三星、愛立信、諾基亞、華為、中興等國內外企業，都已在5G技術研發上積極跟進。據三星公司介紹，4G技術更多的是為了提升移動寬帶傳輸峰值速率和頻譜效率，目標峰值速率是1Gbps；而5G會在移動寬帶峰值速率上有大幅度增強，要達到20Gbps?！案鼮橹匾氖?，5G是對海量連接和低時延高可靠應用兩個新應用場景的性能進行提升?！比侨驁绦懈笨偛?、三星電子中國產品戰略及研發總裁王彤說。

先說海量連接?，F在，移動通信還是以人和人之間的通信為主。隨著個人所攜帶的個人設備如智能手機、平板、PC、智能手表、VR等可穿戴設備的增加，這些設備之間，這些設備與家庭物品、社區物品如公共交通和物流工具等，將來都有望實現連接。這樣移動通信網絡需要接入的連接數將是非常巨大的，對于傳統的網絡來講，這無疑是一個巨大挑戰，需要一些革新性的技術來實現海量連接。

再說低時延高可靠應用。進入可以將一切連接起來的時代之后，為了保障個人信息與財產安全，防御各種犯罪和恐怖活動，需要更高層次的安全措施。否則不僅會造成個人隱私泄露、金融財產損失，而且還可能威脅到自動駕駛汽車、遠程控制等相關人員的生命安全。這些如遠程醫療、車聯網、智能工業控制等應用，由于它們的特殊性，需要非?？煽康男畔鬏斠约胺浅５偷膫鬏敃r延，這些應用是傳統的4G系統無法滿足的，將會依賴于5G系統進行低時延、高可靠的數據傳輸。

中興通訊CTO徐慧俊表示，經?？吹竭@樣的新聞，由于交通堵塞，急救車沒能及時將病人送到醫院。那么，怎么才能避免這樣的事情出現呢？中興通訊正嘗試通過無線通信、云計算、物聯網、車聯網、大數據、人工智能等技術，實現跨行業、跨區域的交通數據和業務的互聯互通，甚至對實時路況進行主動分析。

把車與車之間、車與路之間，乃至更多的道路信息連起來，彼此分析各自的狀態，比如每輛車在哪里、以多快的速度在行駛、目的地是哪里、路上有沒有積水、前方有沒有紅燈等，然后得出最佳行駛方案，提供給駕駛員，甚至實現安全無人駕駛?！岸@些，都需要5G技術的支撐，因為我們需要盡可能多的感知和盡可能快的交互?！毙旎劭≌f。

5G網絡開啟物聯網時代

根據目前各國研究，5G技術相比目前4G技術，其峰值速率將增長數十倍，從4G的100Mb/s提高到幾十Gb/s。正因為有了強大的通訊和帶寬能力，5G網絡一旦應用，目前仍停留在構想階段的車聯網、物聯網、智慧城市、無人機網絡等概念將變為現實。此外，5G還將進一步應用到工業、醫療、安全等領域，能夠極大地促進這些領域的生產效率，以及創新出新的生產方式。

中國工程院院士、中國互聯網協會理事長鄔賀銓介紹，隨著5G網絡的應用，各類物聯網將迅速普及。他介紹，目前汽車與汽車之間還沒有通訊。有了5G網絡，就能讓汽車和汽車、汽車和數據中心、汽車和其他智能設備進行通訊。這樣一來不但可以實現更高級別的汽車自動駕駛，還能利用各類交通數據，為汽車規劃最合理的行進路線。一旦有大量汽車進入這一網絡，就能順利實現智能交通。

歐盟研究認為，遠程醫療也是5G重要的應用領域之一。目前，實施跨越國界的遠程手術需要租用價格昂貴的大容量線路，但有時對手術設備發出的指令仍會出現延遲，這對手術而言意味著巨大的風險。但5G技術將可以使手術所需的“指令-響應”時間接近為0，這將大大提高醫生操作的精確性。在不久的將來，病人如果需要緊急手術或特定手術，就可以通過遠程醫療進行快速手術。

5G網絡同樣能讓普通用戶受益匪淺。除了多樣化、不卡頓的各類多媒體娛樂外，智能家庭設備也會接入5G網絡，為用戶提供更為便捷的服務。例如，普通用戶下載一部8G高清電影的時間將從3G時代的70分鐘和4G時代的7分鐘，降低到短短的6秒鐘。除深刻地影響我們的生活，還將帶來數不清的新機會，當然也將給傳統模式的保守者帶來巨大的挑戰。

除上述應用外，眾多物聯網應用也將成為5G大顯身手的領域。盡管目前物聯網尚未大規模應用，但業界普遍認為，物聯網中接入的設備預計會超過千億個，對設備數量、數據規模、傳輸速率等提出很高的要求。由于當前的3G、4G技術不能提供有效支撐，所以物聯網的真正發展離不開5G技術的成熟，同時也將成為推動5G技術發展的動力之一。

搶占通信技術革命先機

目前，第三代合作伙伴計劃3GPP對5G定義了三大場景：eMBB、mMTC和URLLC。

eMBB對應的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務，mMTC對應的是大規模物聯網業務，而URLLC對應的是如無人駕駛、工業自動化等需要低時延高可靠連接的業務。

這次決定的僅僅是eMBB場景編碼的最終解決方案，其他兩個場景用什么還沒討論。而在eMBB場景編碼中，中國華為推薦的PolarCode也僅僅是控制信道編碼的最終解決方案。數據信道編碼方案還是由美國提出的基于LDPC技術的編碼提案，華為的基于PolarCode的數據信道編碼方案未被采納。

就是說三種場景只討論了一種eMBB，eMBB所用到的編碼，華為的PolarCode也僅僅贏了一場。對于中國通信企業來說，要參與5G國際標準的制定只是萬里長征的第一步。

盡管5G技術前景廣闊，但目前離正式商用仍有一段時間，5G標準也尚未正式確定。但毫無疑問，在5G標準制定中掌握話語權，將會在新一代移動通信技術革命中占據先機。

根據國際慣例，總部位于瑞士日內瓦、主管信息通信技術事務的聯合國專門機構—國際電信聯盟將是5G標準的最終決定機構。該機構負責分配和管理全球無線電頻譜、制定全球電信標準，在全球信息通信領域發揮重要作用。

國際電信聯盟目前已經啟動5G標準研究工作，并明確了“IMT-2020及展望”項目的工作計劃，其中2016年將開展5G技術性能需求和評估方法研究，2017年底啟動5G候選方案征集，2020年底完成標準制定。在這個過程中，包括歐盟在內的各方均可向國際電信聯盟遞交申請。

歐盟已旗幟鮮明地強調，希望能確立全球統一的5G技術標準，而不再是多種標準并存，以實現全球互通性和規模經濟。事實上，由于5G技術與未來的物聯網產業息息相關，蘊含著巨大的經濟和戰略利益，歐美日韓等國都希望能在技術標準上占據主導權，因此也都早早進行了相應的技術研發和布局。

早在2012年11月，歐盟就已啟動總投資達2700萬歐元的大型科研項目METIS，研發5G技術。該項目組研發陣容強大，現階段29個成員中包括阿爾卡特朗訊、愛立信、華為、諾基亞西門子等五家設備廠商，德國電信、DoCoMo、法國電信、意大利電信、西班牙電信五家運營商，以及歐洲眾多的學術機構和寶馬集團，還有大約80名專家全職參與該項目。

除了歐盟外，美國、韓國、日本也聯合國內運營商和電信設備制造商，開展了相應的技術研究和產業布局。目前，各國在5G標準領域的爭奪戰正日益激烈。5月31日，在北京召開的首屆全球5G大會，各國的5G標準制定機構均透露了各自研發的最新進展。

日本5GMF秘書長佐騰效平介紹，經過一年半的工作，日本近期推出了《5GMF白皮書》，其目標之一是到2020年，在東京奧運會期間使用5G服務。他認為，5G標準化工作還在開始階段，目前日本運營商DoCoMo已經進行了一些網絡試驗，在提出5G標準時，日本將具有一定的優勢。

韓國在5G發展上態度積極，韓國5G論壇執行委員會主席YoungnamHan表示，韓國的5G商用進程將以服務2018年平昌冬奧會為關鍵時間節點，未來兩年5G論壇將著重研究第二階段的測試工作，同時包括VR、AR以及系統開發等方面的工作。外界認為，如果韓國能夠在2018年率先應用5G網絡，將在5G標準制定方面占據主動。

美國5GAmericas主席Chrispearson介紹，該組織成員已經進行了很多測試工作，運營商AT&T會在2016年下半年進行測試。

除了各國系統性的展開技術研發外，行業主流公司也已在5G領域發力。近期，手機芯片制造商高通就表示，正在加快5G芯片的研發，目前高通已經完成了各類技術測試，預計到2018年將根據最終的5G國際標準，正式推出量產的5G手機芯片。

中國加速布局5G網絡

在世界移動通信的演進歷程中，中國依次經歷了2G跟蹤、3G突破、4G同步的階段。中國目前正在穩步推進5G研發工作，并已適當地領先于國際電信聯盟的工作時間表。在5G這個沒有硝煙的戰場上，我國當然也不甘落后。工信部總工程師張峰此前就表示，我國將在2020年實現5G網絡商用。

我國IMT-2020（5G）推進組于2013年2月由工信部、發改委和科技部聯合推動成立，目前至少有56家成員單位，包括中興、華為、中國移動、中國聯通和大唐電信等。

IMT-2020（5G）組長單位國家無線電監測中心介紹，2013年開始，在IMT-2020推進組的部署下，中心深入開展了一系列5G研發工作，主要承擔了頻譜需求、候選頻段、電磁兼容分析、頻譜使用效率評估等研究任務，包括牽頭承擔“IMT-2020候選頻段分析與評估”，重點參與“后IMT-Advanced移動通信技術及發展策略研究”等國家科技重大專項，以及“第五代移動通信系統前期研究開發”。

除了國家層面的研究外，包括中移動、華為、中興在內的中國企業都已積極展開5G技術的研發和布局。2014年2月，中國移動就公開表示，中國移動將全力支持5G項目發展，并希望通過努力引導產業界5G技術研發和技術標準的制定，在移動通信標準領域繼續發揮引領性作用。

近日，在北京舉辦的我國首屆5G創新發展高峰論壇上，中國IMT-2020（5G）推進組宣布，國產5G技術目前已經完成了第一階段的實驗工作，各項關鍵技術都已順利通過了驗證。并向參與該階段實驗的華為、中興通訊、大唐電信、愛立信、諾基亞上海貝爾（已經合并）、英特爾、三星等，共7家國內外機構頒發了證書。

目前第一階段完成驗證的關鍵技術包括：大規模天線、新型多址、新型多載波、高頻段通信等7個無線關鍵技術，以及網絡切片、移動邊緣計算等4個網絡關鍵技術。據悉，第二階段試驗將重點開展面向移動互聯網、低時延高可靠和低功耗大連接三大5G典型場景的無線空口和網絡技術方案的研發與試驗，并計劃在2017年底前完成。

“目前，中國正在穩步推進5G研發工作，并已適當地領先于國際電信聯盟工作時間表。相信中國在5G標準化過程中發揮的作用將比4G時期進一步提高，將為全球5G產業發展做出不可替代的貢獻?！眹覠o線電監測中心副總工程師黃標這樣表示。

也有業內人士表示，在5G戰略制高點的爭奪中，我國企業任重道遠。北京鼎宏元正知識產權代理事務所高級合伙人李波對5G技術進行專利檢索發現，截至2015年4月1日，世界主要申請人中，提交5G專利申請數量最多的是日本電報電話公司（NTT），申請量為61件；三星排在第二位，提交的專利申請量為53件；阿爾卡特朗訊公司作為傳統的通信業領導者，也提交了41件專利申請。

“我國華為在5G技術方面提交的相關專利申請為30件，東南大學、中興通訊、電信科學技術研究院等對5G技術也有一定的專利積累。從專利數量分布看，相較于日、韓、歐、美等國家和地區而言，我國的研發力量不夠集中，研發水平仍有待進一步提升?！崩畈ㄌ寡?。