3G跟跑、4G并跑的中國,能否在即將到來的5G時代實現領跑?新波形、新編碼等基礎核心技術被國際組織采納為全球統一標準,時延、用戶速率等關鍵指標遙遙領先,推動車聯網、智能制造等行業應用發展……27日,華為在北京2017年中國國際信息通信展上展示的研究成果,給出了令人信服的回答。

“華為在5G研發上全球領先,特別是他們研發的新波形、新編碼等成為全球5G統一標準,是非常大的突破。”中國信息通信研究院副院長、IMT—2020(5G)推進組組長王志勤表示。

新波形、新編碼,基礎核心技術成為全球統一標準

“技術標準全球統一是5G發展的前提。”華為5G首席科學家童文博士說,標準的統一不僅可以讓全球用戶的漫游問題得到解決,而且也將降低海量用戶的使用成本,因此,全球通信巨頭都力求取得主導權。

“4G主要是服務于人的通信,5G則把人的連接拓展到物的連接,實現萬物互聯。萬物互聯是5G最基本也是最核心的功能。”童文說,核心功能的轉變要求5G必須在核心技術上更新換代,“其核心技術包括兩部分:通信基站與手機等終端的無線接口技術(也稱‘空口技術’),以及核心網的網絡架構技術。”

童文介紹,新波形和新編碼是5G新的空口關鍵技術,它們決定了無線信號生成、傳播的方式和通信系統性能,是5G最核心、最本質的技術。“在新波形方面,華為研發提出的新波形技術F—OFDM(可變子載波帶寬的接入波形)已獲得國際權威標準組織3GPP的認可,成為全球統一的5G混合新波形技術標準。”童文說,新編碼包括控制信道和數據信道兩種,3GPP選擇了華為提出的Polar Code(極化碼)作為5G增強型移動寬帶場景(eMBB)控制信道的編碼方案。

“如果把5G通信比作一座大廈,波形和編碼相當于地基和承重結構。華為在這兩項核心技術上的突破,是中國企業對世界5G通信標準的重大貢獻。”童文說。

在5G網絡架構方面,華為則力推端到端的網絡切片技術。“由于5G要實現萬物連接、滿足不同行業的通信需求,而每個行業對無線網絡的需求各有側重,比如自動駕駛要求低時延,物流倉儲要求連接高密度,未來視頻業務需要大帶寬等等。”童文說,“網絡切片就是在云化的網絡架構基礎上,把各行業所需的無線網絡做成虛擬的邏輯專用網絡,如專門的視頻網絡切片、物聯網網絡切片,或者關鍵通信網絡切片等;然后由通用基礎硬件上的‘網絡協調器’統一優化、調度,按需部署、按需供給、按需管理。這樣就能滿足不同領域所需的網絡連接特性,推動全行業的能力提升和轉型升級。”

童文說,就在幾天前,華為宣布加入歐洲5G架構研究聯盟,主導5G網絡切片從標準到技術、商用等端到端產業鏈的構建。“前不久在北京懷柔開展的中國5G外場測試二階段研發試驗中,華為網絡切片性能表現優異。端到端的網絡切片,將把5G變成使能全行業數字化愿景的支柱型技術——這也是5G與4G斷代的分水嶺。”

低時延、高吞吐率、多連接數,關鍵性能指標國際領先

鑒于5G要同時滿足增強型移動寬帶、大規模物聯網(uRLLC)和關鍵任務型物聯網(mMTC)等三大商用場景的需求,國際電聯(ITU)對5G的性能指標融合了更多維度,其中最關鍵的是“1、10、100”:1毫秒級的時延,10Gbps級(Gbps為交換機數據交換能力單位,1Gbps=1000兆比特每秒)的用戶速率,每平方公里100萬的連接。

華為5G產品線總裁楊超斌介紹,截至目前,華為與全球30多家領先運營商開展5G聯合創新和商用測試,其3GPP 5G預商用系統已經在多個運營商的真實網絡環境下進行驗證,刷新了多項紀錄。

在剛剛結束的IMT—2020(5G)推進組中國5G技術研發第二階段測試中,華為的預商用系統率先完成關鍵網絡架構的測試,在各項指標比拼中均排名第一:小區峰值速率達到32Gbps,空口時延在0.36毫秒,每小區(覆蓋半徑500米)每分鐘連接數達到217萬——均遠超出ITU(國際電信聯盟)對5G的要求。

在與國外頂尖電信運營商聯合開展的測試中,華為的表現同樣出色。比如,2016年期間,華為與德國電信開展基于5G預商用系統聯合測試,與沃達豐開展5G密集城區高低頻移動性測試,與韓國電信運營商LG U+完成面向5G三大商用場景的外場測試,與日本NTT DoCoMo完成5G C波段大規模外場測試,測試結果都比國際電聯的要求高出一大截。

除了新波形、新編碼、新網絡構架等基礎性技術,華為還在產品方面進行了全系列的自主研發,包括芯片、終端、基站等。“基礎技術與應用技術結合,核心技術與核心產品結合,華為才能在5G性能上遙遙領先。”楊超斌表示。

車聯網、智能電網、智慧城市,垂直行業應用大有可為

此次展覽期間,華為將與國家電網、上汽集團等垂直行業聯合展示5G在智能配電網絡及遠程無人駕駛上的應用。

“5G將迎來萬物互聯時代,幫助各行業率先實現數字化轉型,提升各自的國際競爭力。”楊超斌說,華為很早就開始拓展5G在垂直行業的應用,以改善人們的生活、為全社會創造經濟效益和價值。

2016年9月,華為作為創始人之一,攜奧迪、寶馬、戴姆勒等發起并成立5G汽車聯盟(5GAA),并聯合車商和科研機構開展了一系列車聯網應用場景研究;2017年6月,華為與中國移動、上汽集團共同演示全球首個真實網絡環境下的遠程駕駛,駕駛員可以實時遠程操控30多公里之外的汽車。

“華為之所以能在5G的核心技術標準、關鍵性能指標和主要生態共建等方面全球領先,主要得益于布局早、投入大。”楊超斌說,“作為中國無線標準的倡導者、全程參與者和主要貢獻者,華為從2009年便開始投資進行5G技術研究,2012年宣布投入6億美元研發5G技術標準,2017年更是專項投入40億元人民幣開發5G產品,在世界上11個國家建有研發中心。”

根據國家的統一部署,我國將于2019年啟動5G商用。“屆時,5G不僅為人的移動寬帶體驗帶來革命性提升,也將帶動智慧城市、車聯網、智能制造、虛擬現實和增強現實等行業應用飛速發展。”楊超斌表示。(記者 趙永新)