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4G正熱，5G先行，目前整個(gè)通信行業(yè)正處于5G標(biāo)準(zhǔn)化的初級(jí)階段，預(yù)計(jì)在2018年確定5G技術(shù)形式及規(guī)格，2020年正式商用。在今年MWC上海世界移動(dòng)大會(huì)期間，高通舉辦了先進(jìn)連接技術(shù)溝通會(huì)，Qualcomm高級(jí)副總裁兼大中華區(qū)首席運(yùn)營(yíng)官羅杰夫透露，高通早已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)5G技術(shù)。熱衷于研發(fā)的高通，目前全球累計(jì)投入已達(dá)400億美元。
高通研發(fā)高級(jí)副總裁Durga Malladi與高通研發(fā)副總裁范明熙隨后接受媒體采訪時(shí)，詳細(xì)解讀了高通的5G連接技術(shù)�！ �
高通5G進(jìn)展：面向未來(lái)10年的5G新空口，已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化
在MWC上海世界移動(dòng)大會(huì)上，高通正式推出5G新空口（New Radio，NR）原型系統(tǒng)和試驗(yàn)平臺(tái)，在6GHz以下頻段上運(yùn)行，通過(guò)此平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)千兆比特數(shù)據(jù)速率和低時(shí)延的創(chuàng)新5G設(shè)計(jì)。
5G新空口原型系統(tǒng)包括基站和用戶設(shè)備（UE），并充當(dāng)試驗(yàn)平臺(tái)以驗(yàn)證 5G新空口功能，支持超過(guò)100MHz的大射頻帶寬，可實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)千兆比特的數(shù)據(jù)傳輸速率；它還支持全新的集成子幀設(shè)計(jì)，空口傳輸時(shí)延較當(dāng)今4G LTE網(wǎng)絡(luò)顯著降低。
該原型系統(tǒng)所采用的設(shè)計(jì)正被用于推動(dòng)3GPP進(jìn)程以幫助移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、基礎(chǔ)設(shè)備商和其他行業(yè)參與者及時(shí)開(kāi)展5G NR測(cè)試，并且支持未來(lái)5G NR商用網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)。作為Release14的一部分，3GPP 5G NR研究項(xiàng)目已經(jīng)展開(kāi)，并將納入至Release 15工作項(xiàng)目中。
羅杰夫表示，6 GHz以下的5G新空口試驗(yàn)平臺(tái)是對(duì)已經(jīng)公布的28 GHz毫米波的技術(shù)補(bǔ)充，后者能夠利用先進(jìn)波束成形和波束追蹤技術(shù)，在非視距環(huán)境中保證高速連接和移動(dòng)寬帶通信的穩(wěn)定。“6GHZ以下頻段可以實(shí)現(xiàn)靈活部署以及支持全面網(wǎng)絡(luò)覆蓋和廣泛用例，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)千兆比特的數(shù)據(jù)速率和低時(shí)延。”
什么是5G：多模、多連接技術(shù)至關(guān)重要
高通的5G愿景是構(gòu)建一個(gè) “統(tǒng)一的連接架構(gòu)”。 統(tǒng)一5G設(shè)計(jì)將支持所有的頻譜類(lèi)型和頻段，也就是說(shuō)，將授權(quán)頻譜、共享授權(quán)頻譜、非授權(quán)頻譜全部使用起來(lái)。
從頻譜從所占據(jù)的頻譜空間的范圍看，頻譜將被分切成為三個(gè)頻段：即1GHz以下的頻段，擁有覆蓋優(yōu)勢(shì)，為物聯(lián)網(wǎng)所用；1GHz-6GHz針對(duì)增強(qiáng)移動(dòng)寬帶和關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)的更寬帶寬；6GHz以上用于短程連接和極致移動(dòng)寬帶。而毫米波則將是往高速連接和極致帶寬發(fā)展的一個(gè)必然方向。
高通高級(jí)研發(fā)總監(jiān)兼中國(guó)區(qū)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人侯紀(jì)磊表示，根據(jù)頻譜的頻道，5G業(yè)務(wù)類(lèi)型總體分為三種方式。第一種是增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，第二種是關(guān)鍵業(yè)務(wù)型服務(wù)，第三種是海量物聯(lián)網(wǎng)。
其中，在增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶方面，顧名思義，是非常強(qiáng)調(diào)“高速率”的解決方案。比如高清視頻、以及虛擬現(xiàn)實(shí)等，這些通過(guò)連接的方式能夠增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)的，都屬于增強(qiáng)寬帶的應(yīng)用方式。談到關(guān)鍵業(yè)務(wù)類(lèi)型服務(wù)，其中一個(gè)非常重要的就是超低時(shí)延、高可靠性，自然而然，大家會(huì)想到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機(jī)器人以及消費(fèi)類(lèi)機(jī)器人，這些都是關(guān)鍵業(yè)務(wù)型服務(wù)的重要體現(xiàn)。
在5G標(biāo)準(zhǔn)化階段，高通正在做的是，原生地將各種先進(jìn)的無(wú)線技術(shù)和連接模式包含在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)框架之上。比如說(shuō)，5G設(shè)計(jì)將支持在小基站超密集部署的情況下以完全自配置的方式實(shí)現(xiàn)超高效率；5G也將支持用戶終端在不同基站配置的情況下，通過(guò)空間協(xié)調(diào)的模式從多個(gè)基站之間同時(shí)獲得益處；此外，5G還將包括毫米波、低時(shí)延及超可靠通信、針對(duì)不同終端的波束成型技術(shù)、大規(guī)模MIMO技術(shù)、端到端（D2D）通信等先進(jìn)技術(shù)。最終，所有的先進(jìn)無(wú)線技術(shù)都將在5G的統(tǒng)一設(shè)計(jì)框架下實(shí)現(xiàn)。
目前，業(yè)界處于5G標(biāo)準(zhǔn)的啟動(dòng)初期階段。大家自然會(huì)問(wèn)到：5G的發(fā)展過(guò)程中，4G的演進(jìn)和5G有什么關(guān)系？
高通認(rèn)為，4G LTE是5G平臺(tái)的重要組成部分。5G從現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)制定到最終的商用實(shí)現(xiàn)，大概會(huì)在2019年-2020年這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)上。
在商用之前，高通也看到LTE本身，從LTE Advanced，LTE Advanced Pro，以及將來(lái)的發(fā)展，也有非常強(qiáng)勁的演進(jìn)路線。這里面體現(xiàn)在幾個(gè)重要的方面。
第一個(gè)是對(duì)非授權(quán)頻譜連接的應(yīng)用，也就是高通所說(shuō)的LAA或eLAA。
第二個(gè)方面叫做大規(guī)模的MIMO（Massive-MIMO），就是如何不光利用水平方向，而是把垂直方向的MIMO特性都更好地利用，使得MIMO的性能在通訊系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更好的體驗(yàn)。
第三個(gè)方面是從低時(shí)延的角度，在一定程度上對(duì)一些關(guān)鍵性業(yè)務(wù)，在4G層面給予很好的滿足。從車(chē)聯(lián)網(wǎng)和對(duì)智能汽車(chē)的支持來(lái)看，高通也看到在蜂窩技術(shù)的角度有非常好的應(yīng)用方向叫作V2X（車(chē)輛與萬(wàn)物）。車(chē)載LTE也是一個(gè)非常重要的演進(jìn)部分。
但現(xiàn)在，高通在5G角度提出了新的概念：在4G和5G之間，多模、多連接技術(shù)對(duì)5G成功至關(guān)重要。
多連接主要體現(xiàn)在兩個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì)上：第一是，5G業(yè)務(wù)在初期建網(wǎng)時(shí)，可以跟4G共用同樣的核心網(wǎng)絡(luò)。這樣對(duì)于5G初期的業(yè)務(wù)開(kāi)展和服務(wù)提供，都能起到非常好的平滑過(guò)渡作用。第二是，如果能夠?qū)崿F(xiàn)4G和5G雙連接的話，在速率、用戶體驗(yàn)、覆蓋增強(qiáng)等方面，也都會(huì)提供非常好的支持作用。
總而言之，5G新空口是一個(gè)更加強(qiáng)大、統(tǒng)一的空中接口。它表現(xiàn)在多樣化的部署模式，包括宏基站、小基站，還有室內(nèi)的部署系統(tǒng)；也有包括多元化的頻譜、多元化的服務(wù)、多元化的終端等，但最終都是在統(tǒng)一的設(shè)計(jì)框架下得以實(shí)現(xiàn)的。
“5G實(shí)際上現(xiàn)在還處在 ‘標(biāo)準(zhǔn)化’ 的階段。”Durga Malladi再次強(qiáng)調(diào)，高通打造5G新空口試驗(yàn)平臺(tái)的一個(gè)理念是，希望能夠用這個(gè)原型在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化制定過(guò)程中產(chǎn)生一定影響，同時(shí)，這個(gè)平臺(tái)也可以用作和全球運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行基于5G新空口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的工作。
如何克服5G毫米波的挑戰(zhàn)
在很多談?wù)?G的場(chǎng)合中，都能聽(tīng)到毫米波的概念。毫米波指的是，在非常高的頻段，一般在幾十GHz的范圍內(nèi)，而且往往能提供像200MHz、500MHz甚至于1GHz的較大帶寬，而超高帶寬將支持較高的數(shù)據(jù)速率，供人們予以應(yīng)用。
在這方面，高通的進(jìn)展主要在三方面。一方面，在 Wi-Fi的802.11ad 系統(tǒng)上，推出了在 60GHz頻段上的商用芯片組，其采用的是高通 VIVE 802.11ad技術(shù)，使用了32根天線陣列傳輸毫米波。攻克了商用芯片組的兩大難點(diǎn)，其一是把這么大的帶寬做在非常小的系統(tǒng)上，其二是要將功耗降到非常低的水平。
另一方面，尤其是10GHz以上的毫米波，往往在覆蓋上面臨挑戰(zhàn)。相應(yīng)地，高通也研發(fā)了基于28GHz的端到端原型，這個(gè)原型不僅支持室內(nèi)單個(gè)房間的覆蓋，還可以支持室內(nèi)到室內(nèi)、室外到室內(nèi)等多種場(chǎng)景的覆蓋。
第三個(gè)方面，Durga Malladi表示，在28GHz以上的頻段上，移動(dòng)傳輸會(huì)面臨挑戰(zhàn)。在原型的設(shè)計(jì)過(guò)程中，高通運(yùn)用了大量的天線技術(shù)，基站側(cè)用了128根天線、終端側(cè)用了16根天線，并采用波束成型技術(shù)，以強(qiáng)調(diào)穩(wěn)健性。所謂波束成型技術(shù)，其中一個(gè)用例就是，未來(lái)你拿著一部5G終端，當(dāng)你移動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)技術(shù)能夠非常精準(zhǔn)地跟蹤你，保證你的連接不中斷，即使是在非視距的環(huán)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(shù)可以利用樓宇或周?chē)h(huán)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(shè)計(jì)，對(duì)于毫米波實(shí)現(xiàn)其極致性能并提供良好用戶體驗(yàn)有重要支持作用，是5G非常關(guān)鍵的一個(gè)方面。
除了毫米波，如何解決頻譜資源稀缺挑戰(zhàn)
“用戶其實(shí)并不太關(guān)心他們的手機(jī)采用的是哪種連接，他們關(guān)心的是用戶體驗(yàn)�！� Durga Malladi表示，高通期望，在未來(lái)5G時(shí)代，終端側(cè)集成多種無(wú)線技術(shù)，并始終保持接入其中一種連接，還可根據(jù)接入點(diǎn)的可用性利用其他無(wú)線技術(shù)作為補(bǔ)充。
在高通看來(lái)，5G技術(shù)是可以利用大量頻段的一個(gè)無(wú)線通信技術(shù)，除了5G新空口原型所針對(duì)的所有6GHz以下頻段，在毫米波頻段上，尤其對(duì)于從24GHz到32GHz、37GHz到39GHz的頻段來(lái)說(shuō)，在不同的地域，5G都有大量的頻譜資源可用，而不單單只是毫米波。
范明熙則補(bǔ)充道，在連接方面，非常重要的一點(diǎn)是繼續(xù)沿襲載波聚合技術(shù)。今天的載波聚合以LTE作為主載波，然后通過(guò)聚合其他輔載波以增加數(shù)率帶寬。目前已經(jīng)有一種技術(shù)叫LTE Wi-Fi鏈路聚合，以LTE載波作為主載波并將控制信令放在LTE上面，同時(shí)以Wi-Fi作為輔載波并把數(shù)據(jù)增強(qiáng)放在Wi-Fi上，這是載波聚合其中一種技術(shù)；另一種基于LTE的載波聚合技術(shù)叫LAA(輔助授權(quán)接入)，它已經(jīng)在3GPP完成了標(biāo)準(zhǔn)化。這項(xiàng)技術(shù)依然以LTE作為主載波，輔載波使用經(jīng)優(yōu)化的非授權(quán)頻譜。
所以說(shuō)，高通在LTE上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜的結(jié)合，或者讓LTE獨(dú)立在非授權(quán)頻譜上。未來(lái)5G面世以后，5G連接也可以作為載波聚合的元素——比如說(shuō)，可以使用LTE作為主載波，并使用5G的寬帶頻段作為輔載波；甚至，當(dāng)5G技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，5G的寬帶頻段將既可以放在授權(quán)頻譜，也可以放在非授權(quán)頻譜。
未來(lái)，載波聚合技術(shù)可以采用4G或5G作為主載波，這很大程度上取決于網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。如果5G覆蓋良好，可以采用5G作為主載波。如果5G覆蓋較弱，可以采用4G作為主載波，并將數(shù)據(jù)增強(qiáng)放在5G輔載波上。
未來(lái)，5G的共享頻譜里面操作的技術(shù)依然會(huì)是有兩種，一種是跟授權(quán)頻譜一起做載波聚合，另外一種是獨(dú)立操作于共享頻譜或者非授權(quán)頻譜的技術(shù)。無(wú)論是在更高的頻段還是低頻段，出于覆蓋考慮，運(yùn)營(yíng)商還是可能會(huì)使用低頻和高頻兩個(gè)頻段同時(shí)來(lái)做載波聚合。所以當(dāng)覆蓋比較好的時(shí)候，就會(huì)能得到比較高的速率，當(dāng)離開(kāi)這個(gè)高頻的覆蓋之后，網(wǎng)絡(luò)依然可以得到普通的連接。
話到最后，Durga Malladi表示，關(guān)于5G研發(fā)，其實(shí)高通早在2006年就開(kāi)始啟動(dòng)了，整個(gè)5G標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程進(jìn)展也非常順利。總體來(lái)講，高通對(duì)于自己研發(fā)的節(jié)奏和進(jìn)展信心滿滿。
這么看來(lái)，相信高通也能盡快把5G的商業(yè)化之路提上日程。
