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全球首個5G資料連接背後:5G未來 5G已來

過去數十年, 移動通信一直保持著大約10年一代的節奏演進, 從類比語音, 到數位語音, 到現在的4G LTE, 每一代移動通信技術的升級都象徵著一個時代的跨越。 當然, 最讓人振奮的是, 2020年5G將在全球範圍內商用。 儘管5G的最終標準仍舊懸而未決, 但對於5G的發展, 有些廠商並不想紙上談兵。

例如在剛剛結束的高通4G/5G峰會上, 高通就宣佈成功基於一款面向移動終端的5G數據機晶片組實現5G資料連接, 即高通驍龍X50 5G數據機晶片組實現了千兆級速率以及在28GHz毫米波頻段上的資料連接。 驍龍X50數據機是業界首款5G新空口多模數據機, 通過單晶片支援2G/3G/4G/5G多模功能, 以及6GHz以下和多頻段毫米波等不同頻段。 此外, 高通還預展了其首款5G智慧手機參考設計, 旨在於手機的功耗和尺寸要求下, 對5G技術進行測試和優化。 那麼問題來了, 作為全球通信產業發展代表的高通, 此舉對於5G及相關產業預示著什麼?

眾所周知, 作為第五代移動通信技術, 5G將在未來的經濟社會發揮巨大的潛力作用已經成為業內的共識。 據資訊通信研究院面近期發佈的《5G經濟社會影響白皮書》顯示, 從產出規模來看, 到2030年5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億元和10.6萬億元。 按照2020年5G正式商用的時間表來計算, 預計當年將帶動約4840億元的直接產出, 2025年、2030年將分別增長到3.3萬億、6.3億元。 僅以中國為例, 據工信部披露, 中國5G第三階段測試將於2017年底啟動, 2018年相關運營商將進行預商用。 機構資料顯示, 國內運營商在2018~2025年期間, 5G巨集基站投資規模總額約1.13萬億元, 相比4G投入增長超過60%, 小基站的總投資規模也有望超過2000億元。

如果說上述是5G帶來的不可估量的經濟和社會效益的話,

具體5G網路技術本身, 其目標是打造出速度為現有無線網路100多倍的網路, 它的速度甚至較Google Fiber通過物理連接提供的家用網路快。 5G網路技術擁有令人難以置信的速度和回應性, 可以為人們帶來前所未有的網路速度。 其具體體現在三個方面。 首先是增強的寬頻移動。 5G具有更高的速率、更寬的頻寬, 可以滿足消費者對虛擬實境、超高清視頻等更高網路體驗的需求;其次是低時延、高可靠場景。 在4G移動網路條件下, 理論上可達到50毫秒的時延, 這個速度對於網路運行VR、AR類應用還不夠快。 未來5G時代, 理論上網路時延可以達到1毫秒。 屆時, 無人駕駛、VR等在5G網路下成為可能;最後是低功耗和大連接場景。 5G時代,
所有人和物都能感知環境, 成為智慧世界的入口。

正是基於上述5G未來美好的前景, 業內紛紛期待5G的早日到來。 根據Gartner全球的報告預計, 到2020年, 3%的基於網路的移動通信服務提供者(CSP)將推出5G商業化網路。 從2018到2022年, 國際上將主要利用5G來支持物聯網通信、高清視頻和固定無線接入。 與此同時, 全球各地的移動運營商和手機廠商對於5G的採用將比採用4G網路時更加快速, 例如市場研究機構CCS Insight就預計, 到2021年5G智慧手機銷量將達到3億部, 占全球智慧手機總銷量的15%左右。

其實從目前全球出貨量排名靠前的智慧手機廠商來看, 都在提前為5G佈局。 從全球看, 此前, 蘋果獲得了美國聯邦傳播委員會(FCC)的5G無線寬頻測試許可, 獲准通過實驗牌照測試毫米波技術。

這意味著, 蘋果將在測試中使用28GHz和39GHz頻段, 即FCC去年批准的首批商用5G頻段。 而三星也和SK電信成功將4G和5G網路連接起來。 這兩家公司對外表示, 這是2.6GHz頻譜4G LTE以及28GHz和3.5GHz頻譜5G網路的首次交接。 從國內看, 華為已經推出支援4.5G網路的智慧手機。 而此次基於高通“撥通”了全球首個正式發佈的5G資料連接, 則是對於上述渴望儘早實現5G終端廠商的極大利好和促進。

除了終端之外, 今年, 高通、愛立信和韓國SK電訊宣佈, 三家公司計畫開展5G新空口測試。 這些測試的目的是推動移動生態系統實現5G NR技術的大規模快速驗證和商用, 以支援5G商用網路的及時部署。 此外, 高通和諾基亞也宣佈了開展基於5G新空口Release-15規範的互通性測試和OTA外場試驗, 旨在推動移動生態系統實現5G新空口技術的大規模快速驗證和商用, 使符合3GPP標準的5G新空口網路基礎設施和終端能夠就緒,以支援商用網路在2019年得到及時部署。而此次高通面向移動終端的5G數據機晶片組實現5G資料連接則預示著5G從試驗到商用的提前到來。

儘管業內紛紛在5G(終端和網路)發力,但其存在的諸多技術上的挑戰依然存在,而如何克服這些挑戰,不僅考驗著廠商的創新能力,也關係著5G的實際進程。在此以其中的毫米波技術為例,看看相關企業是如何通過創新來迎接技術上的挑戰的。

眾所周知,目前的移動設備所使用的頻段都在5GHz以下,信號頻寬十分有限,所以5G技術應用了可在數十GHz高頻率進行傳輸的毫米波,而28GHz頻段毫米波的信號頻寬就已經達到了1GHz,相比4G LTE僅僅100MHz的頻寬翻了10倍,這也就是人們口中“5G比4G快10倍”的原因所在。

需要說明的是,毫米波的移動化頗具挑戰和門檻,例如這種波長較短的無線電波繞射能力極差,別說是穿牆,就連樹葉雨水都會對毫米波的傳輸造成影響。針對于此,高通的大量投入研發則解決了這些挑戰。例如高通的波束成形(Beamforming)技術,其中一個用例就是未來你拿著一部5G終端,當你移動的時候,這個技術能夠非常精准地跟蹤你,保證你的連接不中斷,即使是在非視距的環境中,也就是基站和用戶之間不存在任何視距元素,該毫米波技術可以利用樓宇或周圍環境物的反射,始終保持基站與終端之間鏈路的連接。這樣的設計,對於毫米波實現其極致性能並提供良好使用者體驗有重要支持作用,是5G非常關鍵的一個方面。另一方面,對於毫米波,尤其是10GHz以上的毫米波,往往在覆蓋上面臨挑戰。相應地,高通研發出了基於28GHz的端到端原型,這個原型不僅支持室內單個房間的覆蓋,還可以支援室內到室內、室外到室內等多種場景的覆蓋。事實證明,在毫米波的應用方面,高通不僅已經搶佔了先機,可以說基本解決了毫米波的傳輸問題且擁有著技術上的領先性,而這新從最新的統計顯示,2016年毫米波專利權人中高通位居榜首且專利數量都超過百筆以上也得到了很好的證明。

其實不僅是在毫米波技術上,在整個5G領域,高通創新的優勢盡顯。首先是在OFDM(正交頻分複用技術,多載波調製的一種技術)和晶片領域長期處於引領地位,能夠支撐高通在5G領域的標準化參與和商業化推進。其次是能夠完成從終端到基站再到核心網的端到端原型機,推動系統性能和功能的驗證,促進標準化,支持製造商與運營商的聯合演示,驅動產業的發展。最後是高通有兩個重要的團隊,一是著眼於早期技術的研發團隊,另外一個是晶片產品開發團隊,這使得在晶片與製造商的基站、核心網對接後,高通能從端到端支援運營商優化性能,最大化運營商網路的價值。例如去年就發佈的5G數據機晶片組和此次實現的全球首個5G資料連接就是這種綜合技術實力的明證。

綜上所述,此次高通宣佈成功“撥通”全球首個正式發佈的5G資料連接,展現了其在十二個月內實現驍龍X50數據機從產品發佈到功能性晶片的能力,充分表明高通在歷代蜂窩技術方面的領先優勢目前正延伸至5G。而通過基礎研究與發明、3GPP標準制定、設計6 GHz以下和毫米波5G新空口原型系統、與全球主要運營商和網路基礎設施廠商開展互通性與OTA試驗,以及開發面向移動終端的積體電路產品等多項關鍵性貢獻,高通一直在加快2019年5G新空口預商用的進程中發揮著重要作用。而諸如高通這樣企業加速創新和商用化的能力,不得不讓業內相信5G的未來,5G已來。

使符合3GPP標準的5G新空口網路基礎設施和終端能夠就緒,以支援商用網路在2019年得到及時部署。而此次高通面向移動終端的5G數據機晶片組實現5G資料連接則預示著5G從試驗到商用的提前到來。

儘管業內紛紛在5G(終端和網路)發力,但其存在的諸多技術上的挑戰依然存在,而如何克服這些挑戰,不僅考驗著廠商的創新能力,也關係著5G的實際進程。在此以其中的毫米波技術為例,看看相關企業是如何通過創新來迎接技術上的挑戰的。

眾所周知,目前的移動設備所使用的頻段都在5GHz以下,信號頻寬十分有限,所以5G技術應用了可在數十GHz高頻率進行傳輸的毫米波,而28GHz頻段毫米波的信號頻寬就已經達到了1GHz,相比4G LTE僅僅100MHz的頻寬翻了10倍,這也就是人們口中“5G比4G快10倍”的原因所在。

需要說明的是,毫米波的移動化頗具挑戰和門檻,例如這種波長較短的無線電波繞射能力極差,別說是穿牆,就連樹葉雨水都會對毫米波的傳輸造成影響。針對于此,高通的大量投入研發則解決了這些挑戰。例如高通的波束成形(Beamforming)技術,其中一個用例就是未來你拿著一部5G終端,當你移動的時候,這個技術能夠非常精准地跟蹤你,保證你的連接不中斷,即使是在非視距的環境中,也就是基站和用戶之間不存在任何視距元素,該毫米波技術可以利用樓宇或周圍環境物的反射,始終保持基站與終端之間鏈路的連接。這樣的設計,對於毫米波實現其極致性能並提供良好使用者體驗有重要支持作用,是5G非常關鍵的一個方面。另一方面,對於毫米波,尤其是10GHz以上的毫米波,往往在覆蓋上面臨挑戰。相應地,高通研發出了基於28GHz的端到端原型,這個原型不僅支持室內單個房間的覆蓋,還可以支援室內到室內、室外到室內等多種場景的覆蓋。事實證明,在毫米波的應用方面,高通不僅已經搶佔了先機,可以說基本解決了毫米波的傳輸問題且擁有著技術上的領先性,而這新從最新的統計顯示,2016年毫米波專利權人中高通位居榜首且專利數量都超過百筆以上也得到了很好的證明。

其實不僅是在毫米波技術上,在整個5G領域,高通創新的優勢盡顯。首先是在OFDM(正交頻分複用技術,多載波調製的一種技術)和晶片領域長期處於引領地位,能夠支撐高通在5G領域的標準化參與和商業化推進。其次是能夠完成從終端到基站再到核心網的端到端原型機,推動系統性能和功能的驗證,促進標準化,支持製造商與運營商的聯合演示,驅動產業的發展。最後是高通有兩個重要的團隊,一是著眼於早期技術的研發團隊,另外一個是晶片產品開發團隊,這使得在晶片與製造商的基站、核心網對接後,高通能從端到端支援運營商優化性能,最大化運營商網路的價值。例如去年就發佈的5G數據機晶片組和此次實現的全球首個5G資料連接就是這種綜合技術實力的明證。

綜上所述,此次高通宣佈成功“撥通”全球首個正式發佈的5G資料連接,展現了其在十二個月內實現驍龍X50數據機從產品發佈到功能性晶片的能力,充分表明高通在歷代蜂窩技術方面的領先優勢目前正延伸至5G。而通過基礎研究與發明、3GPP標準制定、設計6 GHz以下和毫米波5G新空口原型系統、與全球主要運營商和網路基礎設施廠商開展互通性與OTA試驗,以及開發面向移動終端的積體電路產品等多項關鍵性貢獻,高通一直在加快2019年5G新空口預商用的進程中發揮著重要作用。而諸如高通這樣企業加速創新和商用化的能力,不得不讓業內相信5G的未來,5G已來。

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