5G商用需要全球協(xié)作越過路障

  《IT時報》記者專訪英國薩里大學5G創(chuàng)新中心

  ■IT時報記者 孫妍

  倫敦時間10月20日,正值習近平主席訪英期間,英國薩里大學迎來了四十位來自中國政府和企業(yè)界人士,雙方共同探討如何實現(xiàn)5G全球標準化及未來的商業(yè)機會。

  目前,華為正在與薩里大學5G創(chuàng)新中心(以下簡稱5GIC)進行5G的研發(fā)合作。

  5GIC向《IT時報》透露,5G定義將于2016年初正式出臺。結合華為的5G推進時間表,大致可以理出5G在2020年正式商用前的脈絡。今年7月,華為在上海舉辦的世界移動通信大會上透露,2018年底前將致力于5G標準的制定,2018年率先與合作伙伴開通5G試商用網(wǎng)絡,2019年推動產(chǎn)業(yè)鏈完善并完成互聯(lián)互通測試。預計到2020年,5G將實現(xiàn)商用,完整的5G網(wǎng)絡將最早于2040年服務全球市場。

  在5GIC主任Rahim Tafazolli教授看來,5G標準應該通過全球協(xié)作來完成,從而使全世界用戶從這個單一標準中獲益。在用全球視角開發(fā)新應用的同時,也需要因地制宜,考慮語言支持等差異化。

  5G的想象與現(xiàn)實

  第一代移動通信技術1G僅限于語音通話,接下來不斷變革的是傳輸?shù)膬热莺退俣龋乔八拇ㄐ偶夹g都是在人與人的通信上做文章,那么接下來30年,我們還要重復同樣的事嗎?

  5G最想改變的是物與物之間的界限。可以想象,早上汽車會載你到公司,自己停到停車場,下班時它又會自動到門口接你。行駛在路上,每一輛汽車都是一個信息源,交管部門可以收集到實時的車況、車速數(shù)據(jù),從而進行智能的流量管理。車輛本身能夠通過車載終端收集路面車況,對自己的行駛速度和路線進行調整。同時,一旦車子出現(xiàn)異常狀態(tài),4S店就會收到提醒,及時進行保養(yǎng)或搶修。這些場景的實現(xiàn)就得益于5G網(wǎng)絡,那么,用移動設備來控制衛(wèi)星的瘋狂想象未嘗不可實現(xiàn)呢?

  從現(xiàn)實來看,我國在通信技術標準領域經(jīng)歷了1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同步的發(fā)展歷程,在5G時代要力求“彎道超車”。

  毋庸置疑的是,中國就是一個需要因地制宜的巨大市場。2014年底,中國已經(jīng)成為最大的蜂窩式機器與機器(M2M)市場,擁有7300萬蜂窩式連接,占全球總量的30%,美國、日本分居第二、第三。預計到2020年,中國的市場份額將提升36%。

  “彎道超車”的第一步就是參與5G標準制定。

  2015年9月15日,英國薩里大學的5G創(chuàng)新中心正式成立,它就是為制定5G標準而生的學術研究中心。5GIC有170多名研究人員,還成立了5G標準工作組,華為、三星、 沃達豐 等公司都是它的合作伙伴。

  據(jù)《IT時報》記者了解,目前5GIC已經(jīng)研發(fā)出了一種傳輸速度達到1Tbps的技術,它最快能達到4G速度的1000余倍。雖然5G仍處于早期階段,但5GIC已經(jīng)申請了15項專利。舉個例子來說,基站與基站之間存在射頻頻譜互相干擾的問題,已經(jīng)困擾了運營商幾十年。在5GIC的專利里,包括了對這個頑疾的攻破,現(xiàn)在已經(jīng)能利用自干擾技術將其轉化為優(yōu)勢,從而提高頻譜效率。

  現(xiàn)階段,5GIC已經(jīng)將針對下一代Wi-Fi以及5G在3GPP的研究成果提供給IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)。5GIC對《IT時報》記者表示:“我們已經(jīng)結束了對移動跟蹤技術的實施和評估,在不使用GPS的情況下對用戶進行定位。目前正在開發(fā)一項能量采集技術的原型,具體的研究成果將在6個月之后公布!

  此外,智能家居、智能城市、無人駕駛汽車、機器人等都需要在5G時代實現(xiàn)連接的可能。5GIC打算進行一系列跨學科的研究,包括正在建設中的薩里大學航天中心、新健康工程計劃以及機電學院研究的自動駕駛汽車項目。

  搭建5G測試平臺

  一個個布滿最新電信設備的房間,通過4平方公里的無線信號相連,在現(xiàn)實環(huán)境中對5G原型技術進行開發(fā)測試,這就是5GIC的測試平臺,由薩里大學和它的合作伙伴投資建成,其中華為就斥資500萬英鎊用于5GIC的研發(fā),5G測試平臺將向全球的企業(yè)和個人開放。

  測試平臺為研發(fā)人員提供了功能完整的高級4G網(wǎng)絡。隨著時間的推移,這個平臺將被更新為涵蓋5G技術和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的測試平臺。到2018年,這個測試平臺將可以達到每單元10Gbs,比4G的最高速度還快10倍。

  在5GIC成立當天,現(xiàn)場演示5G測試平臺的潛在能力,5GIC與華為、BBC展示了一款首創(chuàng)的無線技術,可以實現(xiàn)高速傳輸4K視頻,與4G相比,它可以為移動設備或電視提供質量更高、圖像壓縮更少的數(shù)據(jù)流,這也是5G功能的第一個主要研發(fā)階段。

  除了智能手機之外,5G能夠在1平方公里內,支持數(shù)以千計的設備相連接。另外一個現(xiàn)場演示,表明5G無線電波形可以支持的物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量是4G的3倍以上。5GIC測試平臺也借此證明了,自己可以用于測試真實的5G物聯(lián)網(wǎng)應用。

  要攻克四大堡壘

  目前還沒有關于5G的確切定義,全球范圍內的普遍共識是達到約1毫秒的低時延,超過99.999%的高可靠性等要求。有人預測,在未來10年中,數(shù)據(jù)需求將增長千倍,目前現(xiàn)有的網(wǎng)絡顯然不能應對這些需求。

  Rahim Tafazolli教授認為,低時延、低功耗、低成本、高可靠性是5G研發(fā)中必須要解決的問題。

  目前我國工信部已經(jīng)啟動場景式試驗,想要實現(xiàn)對5G的難點逐個擊破,比如,在人流密集的城市試驗如何鋪設高容量的熱點,在人口分散的農(nóng)村試驗如何低成本廣覆蓋,在物與物連接的場景下試驗如何實現(xiàn)低功耗。

  在人口分散的農(nóng)村地區(qū),因為用戶之間距離遠而使5G部署成本變得格外昂貴!拔覀兊脑O想是5G系統(tǒng)的架構將基于當前的4G網(wǎng)絡而改進,因此當用戶在城鎮(zhèn)、農(nóng)村甚至是在乘坐交通工具時,都可以提供有效的低延遲服務!盧ahim Tafazolli教授對《IT時報》記者說道。

  提到5G的挑戰(zhàn)時, 高通 曾經(jīng)表示,如果要在2020年部署5G,全球通信行業(yè)需要投入4萬億美元的資金。就拿5GIC來說,它在全球已經(jīng)獲得了超過7000萬英鎊的投資,其中英國高等教育基金委員會為該中心撥款1200萬英鎊。

  降低功耗是為了減少排放,最終目的也是為了減少成本。延長電池壽命,為可穿戴設備提供新能源都是他們的研究切入點。

  更高的建設成本意味著最終用戶需要為此支付更多的資費,5GIC表示,未來會有一個商業(yè)模式流行,就是通過家庭基站提供Wi-Fi,從而獲得一定的收益。


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