幾十年來，我國移動通信經(jīng)歷了從無到有再到領先的發(fā)展過程，而5G注定是2018年通信業(yè)界關注的焦點。誰在基礎標準研究方面確立了優(yōu)勢，誰就能夠在市場競爭中搶占先機。搶占5G研究的戰(zhàn)略制高點，有利于一改往日我國通信產(chǎn)業(yè)大而不強的面貌。自己掌握通信標準、自己建設通信網(wǎng)絡，這對信息安全、甚至國家安全都可以帶來極大的保障。
4月16日，美國商務部宣布禁止美國公司向中興通訊銷售電子技術或通訊元件，禁令有效期7年后，中國商務部也于4月17日公布了對原產(chǎn)于美國的進口高粱反傾銷調查初步裁定，決定對原產(chǎn)于美國的進口高粱采取臨時反傾銷措施。消息一出，美國幾大供應商的股價出現(xiàn)暴跌。
分析師稱，美國此番針對中興的舉動或為限制中國5G技術的發(fā)展。早在此前美國叫停博通/高通并購案的一處細節(jié)中，就曾透露美國在5G領域對來自中國企業(yè)的挑戰(zhàn)的擔憂。美國擔心高通和博通雙方的并購會削弱高通的競爭力，使得華為等中國公司在5G標準制定上的影響力擴大。除了華為之外，中興也在我國5G領域取得過多項重要突破。這也是中興遭美禁購的主要原因之一。
事實上，不止中國和美國在發(fā)展5G技術，其它國家也在一直不斷推動5G技術的發(fā)展。
歐盟已決定發(fā)展使用694~790Mhz頻率區(qū)段的5G寬帶網(wǎng)絡技術，主要電信服務供貨商將能在2020年6月底前取得使用權;英國政府則在2017年3月公布了5G發(fā)展戰(zhàn)略，民間企業(yè)(如Gigaclear)已開始讓大型和中型企業(yè)付費試用5G高速網(wǎng)絡;日本包括NTT Docomo、KDDI和軟銀等電信業(yè)者將在2020年正式提供5G通訊技術服務，全國性的部署則計劃在2023年進行。
這么多國家研究5G技術美國都無視，為何偏偏對中國企業(yè)雙重標準、刁難排斥?
5G之爭，美國為何針對中國?
對于此前美國叫停博通/高通并購案，CFIUS在信中表示，在3G和4G時代，高通均為規(guī)則制定上的領導者，而這些優(yōu)勢也使得高通在5G科技發(fā)展和標準制定上依然居于領先地位，而5G標準的制定將顯著的影響到美國“國家安全”。
“這至關重要，因為一個被削弱的高通將留給中國一個空間，其可以拓展自己在5G標準制定進程中的影響力。作為其搭建5G科技的努力的一部分，包括華為在內的中國企業(yè)，已在5G標準化工作中提升了他們的參與度。”信中寫道，“考慮到關于華為和其他中國通訊行業(yè)公司相關的、眾所周知的國家安全隱憂，中國如在5G領域取得支配地位將對美國國家安全造成巨大的負面影響。”
而僅在2017年，中興就曾在5G領域取得過多項重要突破。2月，中興發(fā)布了5G全系列預商用基站，并首發(fā)基于IP+光的5G承載方案Flexhual;10月，中興又與意大利Wind Tre和Open Fiber合作，啟動了歐洲首個5G預商用網(wǎng)絡;12月，中興推出了基于服務化架構的5G核心產(chǎn)品。
2017年9月，華為全部完成中國5G研發(fā)試驗二階段測試全部測試，六大領域全面領先，具有最高的小區(qū)容量、最低的網(wǎng)絡時延、最多的網(wǎng)絡連接數(shù)、最全的5G驗證頻段、最完整的預商用系統(tǒng)和最豐富的5G應用案例。今年4月16日，華為的5G產(chǎn)品成功獲得全球第一張CE-TEC(歐盟無線設備指令型式認證)證書。
中興和華為在5G方面的優(yōu)秀表現(xiàn)，足以讓美國心慌慌。于是美國采用雙重標準，迫使他們在美國市場不能正?；\營。另外美國監(jiān)管機構還采取一項措施，禁止當?shù)匾苿舆\營商使用聯(lián)邦補貼購買中國企業(yè)生產(chǎn)的任何電信設備，包括華為、中興在內。美國制約中國企業(yè)，也在為高通在5G方面的研究爭取更多時間。美國一位這樣就能制約中國5G技術的發(fā)展了嗎?答案是否定的。
彭博分析師Shelly Banjo認為，美國對中興長達七年的直接禁購倒逼中國加大力度發(fā)展自主科技產(chǎn)業(yè)。之后，中國對芯片、人工智能、5G的投入力度也將進一步加強。中美兩國在科技領域的競爭進入白熱化狀態(tài)。
我國目前5G發(fā)展狀況如何?
相關應用方面
據(jù)外媒報道，近日公布結果的一項美國研究顯示，在發(fā)展被稱為5G的第五代無線網(wǎng)絡的競賽中，中國略微領先于韓國和美國。由設在美國的無線網(wǎng)絡運營商行業(yè)協(xié)會CTIA發(fā)布的研究結果表明，在自動駕駛汽車、遠程醫(yī)療和其他技術所需的這種超高速無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的部署方面，美國落在了后面。
另外，中國電信與華為公司合作，在深圳完成5G無人機首飛試驗及巡檢業(yè)務演示。這是中國境內第一個基于端到端5G網(wǎng)絡的專業(yè)無人機測試飛行，成功實現(xiàn)無人機360度全景4K高清視頻的即時5G網(wǎng)絡傳輸。
據(jù)臺灣媒體報道，遠端操控人員獲得第一視角VR體驗，通過毫秒級低時延5G網(wǎng)絡，進行無人機遠端敏捷控制，高效完成巡檢任務。中國電信與華為合作，基于5G商用小型化CPE終端進行無人機空中資料傳輸，成功解決行業(yè)應用早期驗證難題。
據(jù)參考消息網(wǎng)記者了解，把5G關鍵技術和創(chuàng)新產(chǎn)品形態(tài)應用于數(shù)字化低空覆蓋，也是此次聯(lián)合演示的一個亮點。深圳5G實驗項目采用華為有源天饋系統(tǒng)(天饋系統(tǒng)是指天線向周圍空間輻射電磁波)，在增強現(xiàn)有水平區(qū)域覆蓋能力的同時，大幅增加了垂直空間的容量和覆蓋。
靈活的波束掃描和波束分層，滿足多樣化的場景覆蓋要求。一方面有效提升城市高樓內覆蓋和業(yè)務體驗，另一方面可構建高可靠高性能的廣覆蓋低空網(wǎng)絡，探索行業(yè)應用的可行性。
以前的移動網(wǎng)絡是以“人”為主的地面覆蓋，5G網(wǎng)絡將擴展為從“人”到“物”的地面加空中的立體覆蓋，實現(xiàn)低空數(shù)字化，促進無人機監(jiān)管的完善，加速無人機應用的創(chuàng)新和發(fā)展。
2月26日，華為、中國移動和瑞士ABB集團聯(lián)合推出基于5G技術的遠程控制機器人在西班牙巴塞羅那移動通信大會上亮相
專利方面
目前，5G標準尚未完全凍結。但從首次申請的5G相關專利情況來看，截止2015年，中國已經(jīng)首次反超，在數(shù)量上處于第一的位置。從細分關鍵技術來看，中國基本全面領先：大規(guī)模天線技術是5G最為確定的關鍵技術，中國首次申請的大規(guī)模天線技術的專利數(shù)量占比超過一半，美國占據(jù)四成;超密集組網(wǎng)方面，中國是small cell項目主導者，首次申請專利占比接近50%;新型多址技術方面，中國具有深厚積累，華為、中興和大唐均提出自主創(chuàng)新的新型多址技術方案，中國首次申請專利占比高達70%。
除此之外，DoCoMo和美國高通也有相關技術方案;高頻技術方面，與5G其他三個關鍵技術相比，中國總體技術積累相對較弱;首次申請專利方面，美國以四成占比位居第一，中國占比超過20%，且主要是以大專為主。除了首次申請專利，目前中國企業(yè)代表擔任主席、組長職務也處于歷史最多，華為主導的PolarCode方案在3GPP會議的5G短碼方案中戰(zhàn)勝了高通主推的LDPC和法國主推的Turbo2.0，成為5G控制信道場景編碼方案，中國技術標準推進話語權大幅提升。
中國在5G技術方面發(fā)展領先，那么她能為我們帶來哪些改變呢?
掌握5G技術領先地位將怎樣改變世界?
通信世界的演化很快，幾乎10年就是一個時代，從上世紀90年代的2G，到2010年左右興起的4G。近代人類社會的演進伴隨的就是通信技術的演進，從最開始的電報，電話，到近代的移動通信技術，正是溝通便捷讓加快了歷史的進程。但通信行業(yè)本身也很尷尬，這是一個基礎設施行業(yè)，承擔著為應用提供管道的角色。今天的移動互聯(lián)網(wǎng)風口很大程度上就是移動通信技術的進步挖出來的。所以通信技術本身的貢獻需要從應用通信技術的應用體現(xiàn)出來，當然5G也不例外。
要談5G網(wǎng)絡會怎樣的改變世界，談通信技術本身，必須談及伴隨著這種技術應運而生的應用。5G網(wǎng)絡主要有三大特點，極高的速率(eMBB)，極大的容量(mMTC)，極低的時延(URLLC)，我們就從這三個方面入手聊聊他將會給這個世界帶來什么潛在的應用。
高速率
5G可以說是站在巨人的肩膀上，依托4G良好的技術架構，5G可以比較方便的在其基礎之上構建新的技術。未來的5G愿景最強烈的一個方面就是用戶體驗到的網(wǎng)絡速率。4G現(xiàn)在已經(jīng)很快了，但是還不夠，5G要做到的目標是最大10Gbps(defined by METIS)。
10Gbps是如何做到的呢?現(xiàn)在的移動網(wǎng)絡工作在相對較低的頻段，低頻段的好處的是傳播性能優(yōu)越，可以使運營商用較少的成本(少量基站)達到很好的覆蓋。但是有一點不足就是低頻段的連續(xù)頻率資源非常寶貴，在國外各大運營商會通過競標的方式購買頻段的使用權，而在我們國家是政府分配。在4G LTE中單個載波最大的頻率范圍是20MHz，通過載波聚合技術可以將多個非連續(xù)的載波合起來使用達到更高的速率，但是這樣還依然不夠。5G的一個特點就是高頻，受限于高頻的傳播性能，所以很多的高頻段頻率資源沒有被使用，這正是5G可以好好利用的資源。但是如何解決高頻通信的傳播問題呢?這就輪到大規(guī)模天線(massive MIMO)登場的時候了，高頻資源的頻率很高，波長就很短(毫米波)，那么在天線設計的時候可以做到天線陣子和他們之間的距離很小，就可以在很小的范圍內集成天線陣列。天線陣子數(shù)量的增加可以帶來額外的增益，結合波束賦形，波束追蹤技術以彌補高頻通信在傳播上的受限。
如此高的速率可以支持什么應用呢?
1. 高速上傳下載
2. 3D視頻，4K甚至8K視頻流的實時播放
3. 結合云技術，工作，生活和娛樂全都交給云
4. AR，VR與游戲生活相結合
5. Media everywhere 改變媒體傳播的方式
大容量
物聯(lián)網(wǎng)這個話題最近幾年來一直占據(jù)著熱門，但是受限于終端的功耗以及無線網(wǎng)絡的覆蓋，廣域物聯(lián)網(wǎng)仍處于萌芽的狀態(tài)，伴隨著5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)，可以預見未來它必將大熱。
5G將會通過什么技術手段來支持物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展呢?首先看看它將如何解決物聯(lián)網(wǎng)技術的核心問題：功耗問題是困擾著物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的最大障礙，因為物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點太多，而且由于很多條件的限制，終端沒有辦法充電，只有通過初次裝入電池，寄希望于終端自身能夠節(jié)省電能，使用越久越好。為了解決這個問題3GPP專門推出了針對廣域物聯(lián)網(wǎng)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術，通過限定終端的速率(物聯(lián)網(wǎng)終端對通信的實時性一般不高)，降低使用帶寬，降低終端發(fā)射功率，降低天線復雜度(SISO)，優(yōu)化物理層技術(HARQ，降低盲編碼嘗試)，半雙工使終端的耗電量降低。而5G還會在這個基礎上走得更遠，通過降低信令開銷使終端更加省電，使用非正交多址技術以支持更多的終端接入。
大容量應用有哪些：
1. 物聯(lián)網(wǎng)
2. 智慧城市
3. 智慧家居
4. 智慧電網(wǎng)
5. 智能放牧，種植
6. 物流實時追蹤(以后不是查快遞到?jīng)]到，而是查它在哪條路上)
低時延高可靠
LTE網(wǎng)絡的出現(xiàn)使移動網(wǎng)絡的時延邁進了100ms的關口，使對實時性要求比較高的應用如游戲，視頻，數(shù)據(jù)電話成為可能。而5G網(wǎng)絡的出現(xiàn)，將會使時延降到更低，會為更多對時延要求極致的應用提供生長的土囊。
降低時延的技術原理：LTE中的一個TTI是1ms，而5G將通過對幀結構的優(yōu)化設計，將每個子幀在時域上進行縮短從而在物理層上進行時延的優(yōu)化。相信在后期5G信令的設計上也會采用以降低時延為目標的信令結構優(yōu)化。
低時延高可靠應用
1. 遠程醫(yī)療手術
2. 遠程駕駛
3. 車聯(lián)網(wǎng)自動駕駛
4. 工業(yè)控制
小結
事實說話，即使有人從中作梗，也不能阻擋5G技術進步的腳步。核心技術靠買不是長久之計，只有自力更生才是硬道理。
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