華為Fellow童文：單打獨斗在5G時代不會成功

C114訊 4月19日特稿（李明）展望一下未來萬物互聯(lián)的全聯(lián)接世界，車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、遠程機械控制、VR（虛擬現(xiàn)實）等原本看似不可能的事情，都將有望從夢想照進現(xiàn)實。而實現(xiàn)這一切聯(lián)接的一個重要基礎(chǔ)，就是面向2020年及未來商用的第五代移動通信技術(shù)5G。

毫秒級的時延、高于10Gbps甚至超過100Gbps的用戶速率、提升100倍的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量、大幅提升頻譜效率、實現(xiàn)1毫秒時延等等，是人們對于5G網(wǎng)絡(luò)性能的期待。而在這些美好愿景真正實現(xiàn)之前，全球移動通信產(chǎn)業(yè)界還將面臨諸多巨大挑戰(zhàn)——5G標(biāo)準(zhǔn)如何制定？潛在的關(guān)鍵技術(shù)會有哪些？目前業(yè)界在5G研發(fā)方面有哪些突破性進展？對此，華為Fellow、華為5G首席科學(xué)家童文博士在接受C114專訪時為我們進行了詳細解讀。

華為Fellow、華為5G首席科學(xué)家 童文

業(yè)界共識：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)意義重大

隨著5G研發(fā)大幕已經(jīng)在全球開啟，包括歐盟5GPPP、中國IMT-2020(5G)推進組、韓國5G論壇、日本5GMF等5G研究組織已經(jīng)開始在5G愿景、需求、目標(biāo)、能力、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化和頻譜等方面進行了大量前瞻性研究。而在5G研發(fā)的眾多維度中，標(biāo)準(zhǔn)制定無疑是重中之重。

對于5G的商用時間表，業(yè)界普遍認(rèn)為5G將有望在2020年左右投入商用。據(jù)了解，5G標(biāo)準(zhǔn)將在3GPP的框架下來進行定義，根據(jù)3GPP路標(biāo)：5G標(biāo)準(zhǔn)的第一個階段將在2018年凍結(jié)，第二階段將在2019年底凍結(jié)，2020年5G將開始商用。

目前，業(yè)界在5G標(biāo)準(zhǔn)制定方面已經(jīng)達成普遍共識，希望最終能夠形成一個全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)�；仡櫼苿油ㄐ偶夹g(shù)更新迭代的歷史，2G時代有兩個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：GSM和CDMA；3G時代有四個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、Wimax；4G時代逐步歸一到LTE一個標(biāo)準(zhǔn)，其2種制式FDD和TDD在技術(shù)上90%都是一樣的，并且隨著MBB產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，F(xiàn)DD和TDD將進一步融合在一起，為消費者提供更高的上網(wǎng)速率和用戶體驗。

全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的意義不僅僅在于技術(shù)本身，更重要的是在于對有效降低成本、提高廣泛應(yīng)用的可行性以及整個產(chǎn)業(yè)鏈的推動將起到巨大作用�！�5G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)意味著在全球范圍只要構(gòu)筑一個產(chǎn)業(yè)鏈，能夠快速降低產(chǎn)業(yè)成本，可以全球漫游，實現(xiàn)全球化的規(guī)模經(jīng)濟效益，使全社會各個行業(yè)都受益。”童文認(rèn)為，無論從技術(shù)發(fā)展，還是從全球規(guī)模經(jīng)濟效益而言，一個全球統(tǒng)一的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合全世界共同利益，已經(jīng)成為全球共識。

當(dāng)然在5G標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，不同的5G研究組織、運營商、設(shè)備廠商之間在具體的技術(shù)上可能也會存在一些分歧�！盁o論是私有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還是一家獨大的產(chǎn)業(yè)格局，都不能帶動市場的成熟和規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)，最后成功的必然是最大的、全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)鏈�！蓖�文呼吁，產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該“開放合作”，持續(xù)加大投入和創(chuàng)新，把精力更多地放到共同推進形成5G全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展上來，共同推動5G時代早日到來。

架構(gòu)創(chuàng)新：網(wǎng)絡(luò)切片滿足各行業(yè)差異化需求

未來，5G究竟能做什么？在2015年的ITU會議上，已經(jīng)定義了5G的三類典型應(yīng)用場景：一是增強型的移動寬帶eMBB，這種應(yīng)用場景下的智能終端用戶上網(wǎng)峰值速率要達到10Gbps甚至20Gbps，從而使能虛擬現(xiàn)實、無處不在的視頻直播和分享、隨時隨地的云接入等大帶寬應(yīng)用；二是大連接物聯(lián)網(wǎng)mMTC，要求5G網(wǎng)絡(luò)支撐的人和物的聯(lián)接數(shù)量達到100萬/平方公里；三是低時延超可靠通信uRLLC，要求5G網(wǎng)絡(luò)的時延達到1毫秒，從而使能垂直行業(yè)的應(yīng)用，如智能制造、遠程機械控制、輔助駕駛和自動駕駛等低時延業(yè)務(wù)。

從ITU定義的5G需求來看，無論是對上網(wǎng)速率、聯(lián)接數(shù)還是端到端時延的要求，4G網(wǎng)絡(luò)及其演進都無法滿足。而在業(yè)界希望5G早日實現(xiàn)商用的同時，現(xiàn)階段還有很多關(guān)鍵技術(shù)亟待突破�！�5G需要革命性技術(shù)創(chuàng)新！”童文認(rèn)為，“革命性技術(shù)創(chuàng)新才是5G，可以看到3GPP標(biāo)準(zhǔn)里最大創(chuàng)新的技術(shù)點就是新編碼技術(shù)、新的多址接入技術(shù)和新的波形調(diào)制技術(shù)，這是移動通信技術(shù)斷代的最核心的標(biāo)志。因此，華為聚焦的5G技術(shù)將包括三大關(guān)鍵：新架構(gòu)、新空口、全頻譜。”

5G時代，網(wǎng)絡(luò)需要滿足各行各業(yè)的各種需求，但傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)和“一刀切”的模式已經(jīng)不能滿足各行各業(yè)對移動通信網(wǎng)絡(luò)的不同需求，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須要創(chuàng)新。“新架構(gòu)需要一個物理網(wǎng)絡(luò)承載千百行業(yè)，商業(yè)驅(qū)動的端到端網(wǎng)絡(luò)切片應(yīng)運而生，以此來實現(xiàn)自適應(yīng)空口、云化架構(gòu)、自助式敏捷運營�！蓖�文指出，通過SDN/NFV的云化架構(gòu)，基于同一個物理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)虛擬化的網(wǎng)絡(luò)切片來滿足5G各個行業(yè)的差異化需求，已經(jīng)成為業(yè)界共識。

在世界移動通信大會（MWC16）期間，華為聯(lián)合德國電信發(fā)布了全球首個5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片樣機，并現(xiàn)場展示了兩種典型場景下的能力：1ms低時延業(yè)務(wù)和體驗速率達1.5Gbps的eMBB業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了機械實時控制和虛擬現(xiàn)實兩個應(yīng)用場景，它們對網(wǎng)絡(luò)的能力要求并不一樣：機械實時控制要求低時延，虛擬現(xiàn)實要求大帶寬，但它們都是在一個物理網(wǎng)絡(luò)上、一個數(shù)據(jù)中心、一個基站、一個頻譜上實現(xiàn)。

一套空口：適配各類業(yè)務(wù)場景

與此同時，空口技術(shù)能否在5G時代有突破性創(chuàng)新，一直被業(yè)界寄予厚望，也是未來5G眾多應(yīng)用和美好愿景能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。

“華為提出的新空口技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)無線空口的切片。”童文介紹說，“華為主導(dǎo)的5G統(tǒng)一空口技術(shù)能夠適配各類差異化業(yè)務(wù)場景，即一套空口靈活適配各類業(yè)務(wù)需求，使頻譜效率提升三倍以上。比如，傳感器要求大聯(lián)接，我們的空口技術(shù)就能靈活適配提供3倍以上的聯(lián)接數(shù)；虛擬現(xiàn)實要求大帶寬，我們就盡量提升頻譜的效率使上網(wǎng)更快；做自動駕駛，我們的空口就能提升可靠性并降低時延�！�

2015年3月，華為向業(yè)界發(fā)布了5G新空口關(guān)鍵技術(shù)，同年4月面向全球分析師發(fā)布5G空口技術(shù)白皮書，新空口關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心觀點被IMT-2020(5G)推進組采納并作為主導(dǎo)技術(shù)寫入其發(fā)布的中國《5G無線技術(shù)架構(gòu)》和《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)》白皮書；華為原創(chuàng)技術(shù)和觀點包括新的波形Filtered-OFDM、稀疏碼分多址SCMA、信道編碼Polar Code及切片式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、控制面和用戶面分離等。

華為還聯(lián)合NTT DOCOMO、德國電信、沃達豐、中國移動等全球領(lǐng)先運營商在成都部署了世界最大的5G低頻技術(shù)驗證外場，用于驗證5G空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。華為與NTT DOCOMO最新測試結(jié)果顯示，在現(xiàn)有低頻頻段上的平均吞吐量達到3.6Gbit/秒，同時驗證了華為提出的全套新空口技術(shù)，在不增加天線和站址的情況下，相比LTE可以使頻譜效率和聯(lián)接數(shù)提升3倍以上；利用高頻頻譜開放的樣機，華為與德國電信在毫米波頻段測試速率達到70Gbit/秒，再一次刷新世界紀(jì)錄。

頻譜選擇：C波段將成潛在最大連續(xù)低頻段

頻譜資源是移動通信發(fā)展的核心資源，也將在很大程度上決定著產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展前景，5G時代亦是如此。根據(jù)預(yù)測，未來10年頻譜缺口達1000MHz以上，下一代移動通信技術(shù)發(fā)展在頻譜資源方面仍然面臨較大壓力。5G網(wǎng)絡(luò)對于更多更寬的頻譜資源的需求與全球能夠統(tǒng)一的頻段越來越少的現(xiàn)狀也是業(yè)界普遍擔(dān)心的問題，如果頻譜過于分散，將不利于產(chǎn)業(yè)鏈降低成本和持續(xù)發(fā)展。

對于5G時代的頻段選擇題，童文指出，從最基本原理來說，高頻不可能單獨組網(wǎng)，無法在任何時間任何地點都提供優(yōu)質(zhì)上網(wǎng)功能，所以高頻將只是很多局部熱點的補充，特別是在室內(nèi)場景將有很多使用；蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋，無論是聯(lián)接人還是聯(lián)接物還是需要6GHz以下的低頻段。因此，未來5G網(wǎng)絡(luò)的頻段將以6GHz以下低頻為主、高頻為輔。

其實，從國際電聯(lián)的WRC-15頻譜大會已經(jīng)可以基本看出未來5G可用的大致頻譜范圍。據(jù)童文介紹，國際電聯(lián)WRC-15對于頻譜的最新觀點認(rèn)為，C波段將成為5G潛在的最大連續(xù)低頻頻段，以現(xiàn)有的3400-3600MHz為核心，向上拓展到3300-3400MHz，形成連續(xù)300MHz頻譜，作為IMT未來發(fā)展的重點頻段，包括應(yīng)用于4.5G和5G。

當(dāng)然，移動通信技術(shù)的更新?lián)Q代和優(yōu)質(zhì)頻譜資源的日益稀缺，是整個MBB產(chǎn)業(yè)必須要長期面對的巨大挑戰(zhàn)。童文呼吁政府和產(chǎn)業(yè)界能夠共同努力，繼續(xù)推動釋放更多頻譜用于移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展；積極推動全球統(tǒng)一的低頻（6GHz以下）和高頻（6GHz以上）頻段，以利于構(gòu)建新的產(chǎn)業(yè)鏈，滿足下一代移動通信系統(tǒng)高速率、大容量的業(yè)務(wù)需求。

開放合作：健壯生態(tài)鏈共贏MBB產(chǎn)業(yè)未來

當(dāng)前，包括全球眾多5G研發(fā)組織、運營商、設(shè)備商、學(xué)術(shù)界等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈各方都在5G研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新方面持續(xù)加大投入，全力助推5G在2020年能夠商用�！皬娜A為來說，對于關(guān)鍵技術(shù)，啃最難啃的骨頭一直是華為公司的傳統(tǒng)�！蓖�文表示，華為從2009年第一個LTE網(wǎng)絡(luò)商用之際就開始5G研究，目前在國內(nèi)外有11個與5G相關(guān)的研究中心，華為在5G研究和標(biāo)準(zhǔn)兩個階段的投入就將達到6億美金，未來在產(chǎn)品開發(fā)和部署階段還會有更多投入。

目前，華為與產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界、全球主流運營商以及垂直行業(yè)合作伙伴展開了廣泛的對話和合作，共同推進5G技術(shù)創(chuàng)新、5G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)進程。華為是歐盟框架計劃METIS項目和5GPPP的董事會成員，5GPPP研究項目群已在2015年7月正式啟動，華為重點領(lǐng)銜參與了其中5個；此外，華為是英國5GIC的創(chuàng)始人之一，英國所有的主流運營商都參與其中，2015年9月5GIC在英國開通了歐洲最大的5G空口驗證外場。

在中國，華為全面參與了中國IMT-2020 5G推進組的各項工作，引領(lǐng)5G技術(shù)創(chuàng)新，推動全球5G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制定；在日本，華為是5G移動通信推進論壇(5GMF)的重要研發(fā)合作伙伴；在韓國，華為是5G Forum的重要研發(fā)合作伙伴。除了華為自身投入巨資研究5G之外，華為同樣與全球50多所頂級大學(xué)開展5G研究，包括美國的哈佛大學(xué)、紐約大學(xué)、歐洲慕尼黑工業(yè)大學(xué)、瑞典皇家工學(xué)院以及中國的清華、北大等，已發(fā)布超過250篇論文。

與大T的合作，自然必不可少。華為與全球移動運營商聯(lián)盟組織NGMN的成員進行了密切合作，探討5G需求、定義5G場景。據(jù)童文介紹，目前，華為與運營商正式簽署的5G合作備忘錄包括中國移動、日本NTT DOCOMO、韓國LGU+、KT、歐洲沃達豐、德國電信、Telefonica、TeliaSonera、新加坡電信、俄羅斯Megafon、中東Etisalat等超過20家全球主流運營商。其中，華為將與俄羅斯Megafon合作為2018世界杯場館提供5G試驗網(wǎng)絡(luò)覆蓋，與中東Etisalat合作為2020世博會提供5G商用網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

5G的研發(fā)，已經(jīng)不再只是移動通信產(chǎn)業(yè)自己的事情，同時需要與更多垂直行業(yè)的合作。華為是歐洲5GVIA（5G垂直行業(yè)使能器）的創(chuàng)始人之一，聯(lián)合行業(yè)組織、標(biāo)準(zhǔn)組織、歐洲主流運營商和設(shè)備商共同推進5G垂直行業(yè)應(yīng)用，包括5G技術(shù)在輔助駕駛和自動駕駛、智慧醫(yī)療、智能制造、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用；華為與國際四大知名車企簽訂5G技術(shù)研究合作協(xié)議，并在德國已經(jīng)啟動外場測試；2016年3月，華為與世界四大工業(yè)機器人公司之一的KUKA簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同推進5G技術(shù)在工業(yè)4.0和智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用。

說在最后，童文再次強調(diào)，“如果僅憑一個公司單打獨斗，不可能帶動技術(shù)和市場的充分成熟以及規(guī)模效應(yīng)，也不可能獲得真正的成功。只有商業(yè)成功技術(shù)才能成功，只有生態(tài)鏈成功產(chǎn)業(yè)才能成功。所以，華為呼吁產(chǎn)業(yè)界開放合作，持續(xù)加大投入，通過革命性的技術(shù)創(chuàng)新來做大做強下一代移動通信技術(shù)，共同推進5G統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使能萬物互聯(lián)的全聯(lián)接世界。