5G通信技术正在来的路上

我国发放的TD-LTE 4G牌照在12月4日正好满一年。在上周的3C周刊特稿里，就中国4G一周年所取得的成就我们进行了回顾，包括对相关产业链的推动和促进以及民国生活衣食住行各方面的影响等。

事实上，4G对社会民生的促进作用，早就在通信业界和经济学者们的规划和预期之中。这也是各国通信业自移动蜂窝网络诞生以来，经过一代代的演进，逐步总结出来的发展规律，即新一代技术标准，将根据市场、用户需求、业务需求，以及现有移动通信技术的缺陷，按提出愿景需求、标准化、后续的产业化，这样的三个步骤来逐步实现。

从以往的历史可以看出，移动通信本身的发展趋势一般来讲是十年一代。国际电信联盟(ITU)已经于2014年启动了关于5G的研究工作计划的讨论，近期还有多家电信科技巨头释放出了5G测试的一些惊人数据，让公众看了十分眼热。还有专家喊出，5G将是一次通信技术的大跃进，其步幅远非2G到3G或者3G到4G时可比。事实真是这样吗?5G到底有多牛逼?现在发展到哪个阶段了 ?

5G的惊人巨变

在介绍5G开发进度之前，我们先来看一些5G技术集团或者公司公布的最新5G技术参数、资料，以收“望梅止渴”之效。

欧洲联盟在2012年成立由爱立信领衔的5G研发机构METIS,先期投资2700万欧元，包含29个机构成员。爱立信提出，5G将作为用户享受极限网络的体验方式，5G不是简单的一种技术，也不是几种新的无线接入技术，而是采用“体验中心的方式”，通过集成多种无线接入技术提供极限体验，来满足人们不同的互联需求。

在具体技术目标方面，METIS总协调人Afif Osseiran博士曾表示，新的5G系统概念支持以下指标：单位面积移动数据流量增长1000倍、典型用户数据速率提升10到100倍、联网设备的数量增加10到100倍、低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间增加10倍、端到端时延缩短5倍。

作为5G无线技术计划的一部分，爱立信今年7月的一次试验中的数据传输速率达到了5Gbps。

另一电信设备巨头华为在上个月的全球移动宽带论坛上明确提出了自己对5G的定义，华为无线网络产品CMO杨超斌表示，“5G不单单是现在整个移动网络的升级，我们认为5G是整个未来数字社会的驱动者，5G的应用必将会从现在人与人的通信，拓展到人跟物、跟过程、跟内容上的通讯”。

相应地，华为定义了对未来的5G通信的三个最关键需求：时延、吞吐率及连接数，分别对应1、10、100,即1ms的时延，10Gbps的用户速率，以及100个billion也就是1000亿的连接。

2014年初华为宣布在高频段无线5G空中环境下实现115Gbps的峰值传输速率，2014年11月4日，英国萨里大学5G创新中心(5GIC)携手华为及其他5GIC的重要成员，宣布启动全球首个5G通信技术测试床。

由于5G还没有标准化，所以我们只能据此归纳出一些未来5G的应用场景。具体地说，5G的容量将达到4G的1000倍，其最高理论传输速度可达每秒数10Gb,比现行的4G网络传输速度快数百倍，这就意味着一部超高画质的电影未来可以在1秒内下载完成。另外，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、蓝牙等局域网技术与 4G、3G技术融合。未来，5G将实现高质量视频图像的传输，其图像传输质量与高清晰度电视不相上下。

5G连第一步都还没走完

描述了这么吸引的5G技术参数，再来说当前进展，不免让人觉得有点沮丧。据记者了解，5G的标准化工作还没有启动，业界预计标准研究立项会从3GPPR14标准(2016年)开始。

关于全球5G标准的进展，爱立信CTO艾华信上月曾对媒体表示，“这个旅程(指5G)，我们已经走了多远呢?当前，爱立信正在世界各地引领众多研究和标准化活动，关注网络如何演进的问题。前往5G的征途才刚刚开始”。爱立信现在的计划是到2020年实现5G系统的全面成熟。

华为轮值CEO徐直军在全球移动宽带论坛大会上表示，“5G目前还处于一个研究和创新阶段，相当于2004年的4G LTE”。华为内部为自己设定的5G时间表是2018年为世界杯场馆提供5G网络覆盖，2020年为世博会场馆提供5G网络保障，同一年开启5G商用。

5G网络

爱立信

五大技术联盟的战争

虽然如此，目前对5G关键技术的研发仍有人将之形容为“争分夺秒”，全球多家企业和机构都在争相展开相关技术布局与争取专利，以取得支配市场的地位。

大致划分一下，来自欧洲、中国大陆、韩国、日本及美国的五大5G技术研发联盟现正紧锣密鼓投入5G通讯技术研发及标准制定，其中欧洲研发联盟主要成员为METIS、5G公私合作(5GPP)、诺基亚、爱立信等;中国大陆研发联盟主要成员系IMT2020、华为、中兴通讯等;韩国研发联盟主要成员是5G论坛、三星、乐金等;日本研发联盟主要成员包括2020　and　Beyond、Ad-Hoc(20B　AH)、NTT　DOCOMO、富士通等;美国研发联盟主要成员有4G　Americas、高通、英特尔等。

据了解，截至2014年10月底，全球申请5G专利技术件数高达7097件，全球前十大5G关键技术专利权厂商，分别为三星、诺基亚、爱立信、LG、阿尔卡特朗讯、华为、英特尔、高通、恩益禧及博通，其中9家厂商已掌握全球50%的5G关键技术，而三星持有的专利数最多，达145件。

中国的5G研究于去年启动，在经历了移动通信“2G跟踪、3G突破、4G同步”的各个阶段后，在5G时代，我国立志于占据技术制高点，引领世界产业的发展。为此，国内通过建立多种机制，力求全面发力5G相关工作，2013年4月19日，IMT-2020(5G)推进组第一次会议在北京召开，这是由工信部、发改委、科技部为支持和推动5G共同成立的组织。据悉，科技部投入了约三亿元，先期启动了国家“863计划”第五代移动通信系统重大研发项目，除了国内的企业和研究机构，华为、中兴等国际公司也参与其中。

“4G半”半路杀出

对于5G与4G之间存在的长达6年以上的空窗期，不少人都提出疑问，这样大的技术飞跃是否必要和可行。此外，还有人提出质疑，目前多家巨头企业都声称自己在5G技术上有了关键突破，但在缺乏标准的情况下，这样的消息不但没有让公众更了解5G,反而造成了更多的困惑。

对此，中国两大电信设备巨头不约而同地提出了发展一个4G与5G之间的过渡期技术的构想。

在上月的一个5G峰会上，中兴通讯无线CTO向际鹰指出，从“5G标准”的角度看，确实远远没有确定，但是“5G的用户体验”和“5G的关键技术”则相比之下更为清晰，“因此，在没有5G标准的情况下定义pre5G完全是可能的”。

中兴提出的pre5G概念有四个特征：1.类似于5G的用户体验，例如高吞吐率和低时延;2.采用5G的关键技术;3.基于4G已有用户设备;4.远远早于5G商用时间点。

华为则声称自己是最早提出“4.5G”概念的公司，华为无线网络业务部LTE产品线总裁王军近期对媒体表示，作为4G网络演进的一部分，其关键技术指标包括：大于6Gbps的峰值速率，每平方公里10万连接以及10毫秒端到端时延，4.5G网络预计将在2016年开始正式商用。

虽然最终是否命名为4.5G,尚需要和爱立信、阿尔卡特朗讯、诺基亚等电信设备商沟通，但王军表示，华为制定的4.5G规范，不仅能够帮助运营商从如何保护LTE(4G)投资的困惑和迷茫中解放出来，同时也为实现“全联接”，提供更为实际的实现路径。

华为称，4.5G将移动通信首次带入千兆时代，用户将可以享受到超高清、3D甚至全息视频的极致用户体验， 而大幅提升的连接数能力将可以满足未来几年智能家居、智能抄表及智能监控等多种物联网业务的需求。同时，更低的端到端时延使移动实时业务成为可能，例如，在智能驾驶领域，10毫秒的时延可以让汽车在60公里/小时的速度下仅行驶十多厘米就可以做出刹车反应，使无人驾驶汽车的安全性能趋于满足商用行驶的要求。