5G需要什麼？

文/周雅

5G如何更快地從願景變為現實走向商業化？這個問題並非看起來那麼順理成章。高通發言人Ray Gorostiza在採訪中表示，5G商用是一個聚沙成塔的過程：一方面，需要積累大量的關鍵性基礎技術，以作為5G標準的一部分；另一方面，與全球生態系統運營商、基站設備供應商以及合作夥伴共同展開互操作性測試，為業界搭建5G網路測試平台——前不久，高通在MWC 2018展示的5G原型系統就是這樣一個產物。它的功能不斷演進，極其靈活，且可配置。從兩年前起，這個系統就開始被很多廠商用於5G互操作性測試，確保5G網路符合3GPP的最終標準規範，走向商業化。尤其讓Ray Gorostiza引以為傲的，是這款5G原型系統的體積與手機相當，高通能夠把很多核心技術濃縮到一個終端里，「這是一個很了不起的進展」。

拋開技術層面，通常我們所熟悉的2G/3G/4G是手機上能真切感受到的體驗，尤其對於消費者感受更深：2G時代可以通話、發簡訊以及簡單地上網收發郵件等等；3G實現了暢遊網路、玩轉APP和社交；4G可以說是將PC網路移動到手機，速度的提升讓「移動互聯網」興起，催生了很多行業。

業界對於5G的願景，包括幾個特點：更快的網速、海量連接、低時延的關鍵型任務、是一項革命性技術......高通首席執行官史蒂夫·莫倫科夫曾表示，「5G將在2035年產出價值高達12萬億美元的產品和服務，創造2200萬個工作崗位，其對世界經濟的影響將類似於電力或汽車的出現。」

去年12月，首個可實施的非獨立（Non-Standalone, NSA）5G新空口（5G NR）規範在葡萄牙里斯本舉行的3GPP TSG RAN全體會議上成功完成。此次標準的完成被視作是支持5G新空口高效、全面發展的重要里程碑。由於5G新空口底層規範旨在同時支持獨立（SA）和非獨立5G新空口，因此，3GPP決定在該基礎上繼續制定Release 15，包括增加對獨立5G新空口的支持，以確保讓全球行業受益於大規模單一5G新空口生態系統。至此，5G商用指日可待。

在這一過程中，5G如何迅速演進，如何更快落地，如何推動產業變革最終反哺應用到消費者身上，就成為一個個現實的問題，這也正是作者試圖回答的問題。

答案顯而易見。與此前3G/4G發展「各自為政」的情況不同，在5G的搭建過程中，包括傳統運營商、系統設備商、相關企業越來越強調合作共建產業生態圈。因此，5G需要的，正是像高通這樣的基礎技術貢獻者和產業圈賦能者。

·首個真實5G網路模擬，折射5G潛力

理論上，5G的網路容量將是現有4G網路的1000倍，5G速率可以達到10Gbit/s。但5G的真實網路性能一直沒有清晰的定義。為了展現真實的5G用戶體驗，高通進行了業界首個詳細的5G新空口網路與終端模擬實驗，可為運行於非獨立多模4G/5G新空口網路的5G以及千兆級LTE終端的預期真實性能與用戶體驗提供定量洞察，從而展示5G的巨大潛力。

高通開展了兩項獨立網路模擬實驗：第一項實驗模擬是在德國法蘭克福的一個NSA 5G新空口網路，在頻寬為100MHz的3.5GHz頻譜上運行，底層千兆級LTE網路跨5個LTE頻段運行；第二項實驗模擬是在加利福尼亞州舊金山的一個假定NSA 5G新空口網路，在頻寬為800MHz的28GHz毫米波頻譜上運行，底層千兆級LTE網路跨4個 LTE許可頻段及多個許可輔助接入(LAA)頻段運行。最終實驗表明，即使與當前最好的Cat.20千兆級LTE網路（最高速率2Gbit/s）相比，兩項5G模擬實驗仍實現了5倍的網路容量增益，並分別實現了7倍和23倍的響應速度提升，大幅改善應用體驗。除了下載速率和響應速度的提升外，5G還能實現流傳輸視頻質量的提升。與LTE用戶享受到的2K、30幀/秒、8位色的視頻相比，5G用戶在模擬實驗中可享受8K、120幀/秒和10位色的流傳輸視頻體驗，這不僅對於用戶而言將是一場巨大的變革，同時也將為開發者提供增強VR體驗和視頻體驗的廣闊空間。

圖：高通5G網路容量模擬實驗的工具非常靈活，你可以選擇不同的應用場景和不同的信號情況，比如模擬信號較差的小區邊緣用戶，也可以模擬覆蓋特別好的用戶體驗。

Ray Gorostiza指出，全球運營商都在毫米波頻段和6GHz以下頻段積極推進5G部署，北美對毫米波更感興趣，中國則首先批准了6GHz以下用於5G的頻段。而高通晶元組支持獨立（SA）模式和非獨立（NSA）模式5G部署，也支持6GHz以下以及毫米波頻段的全頻段部署。

「然而，無論在哪個頻段部署5G，我們都看到了9 - 20倍終端用戶性能的提升，這也是全球運營商對於5G如此感興趣並積極推進的原因。」Ray Gorostiza認為，2019年上半年會出現5G的商用網路和商用終端。

除了進行5G網路容量模擬實驗外，高通同期還發布了驍龍5G模組解決方案，通過將最基本的5G組件集成進簡單模組，旨在簡化終端設備設計、降低總擁有成本並支持更快商用時間，以幫助那些希望以便捷的方式充分利用5G技術的原始設備製造商，支持他們在智能手機和主要垂直行業中快速商用5G。

高通市場營銷高級總監Peter Carson在採訪中透露，高通下一步會進行更符合商用場景和用戶真實體驗的相關測試，比如完整的網路渲染基準測試：過去在4G網路中可能需要用戶等待15 - 20秒，在5G網路中則可能在1 - 2秒內就完成。目前，業界還尚未完成有關端到端的基準測試，但已經有了包括視頻傳輸質量、包括音樂等文件下載以及音樂播放等相關內容，網頁瀏覽確實是用戶使用中最基本的應用，但同時它的建模也是相當的複雜。高通正在不斷升級這一工具，去年高通基於千兆級LTE對其進行了展示，今年基於5G將其帶上了一個新台階。

·合作催生5G生態鏈

如開篇所提，5G技術的演進並不是一家獨大，高通十分清楚自己在搭建5G過程中的價值和定位。Peter Carson強調：「高通將在合適的時間將最為成熟的5G方案交付於各家廠商，助力5G終端的發展。」

2017年底，高通與中興通訊（中頻段）和愛立信（毫米波頻譜）合作完成了5G新空口系統互通測試；上個月，高通又與華為、諾基亞分別成功完成了5G新空口系統互通測試，為2018年開始的無線路測和2019年開始的增強型移動寬頻（eMBB）商用網路的面市掃清了障礙。

「高通在5G技術上的領導力也反映在與生態系統合作夥伴的合作上。」Peter Carson說，目前全球18家運營商和20家終端製造商已表示採用高通驍龍X50 5G數據機，用於首批5G網路試驗和消費終端，將在2019年上半年提供5G用戶體驗。

在2018 MWC上，高通宣布了索尼全新Xperia XZ2智能手機以及華碩即將推出的頂級智能手機和始終連接的PC都會採用其業界首個從數據機到天線的綜合性解決方案。此前高通在CES上就宣布了包括Google、HTC、LG、Samsung 和 Sony Mobile在內的領先OEM廠商將採用其射頻前端（RFFE）。由於 5G 技術應用了一系列全新的無線通信頻段、細節技術，其終端設備的複雜度大為提高。該個射頻前端解決方案能夠幫助OEM廠商實現出色的射頻性能和功耗，以支持現實網路中的高數據速率。

今年晚些時候，美國、中國、歐洲和亞洲的全球領先移動網路運營商——AT&T、英國電信、中國電信、中國移動、中國聯通、德國電信、KDDI、韓國電信公司、LG Uplus、NTT DOCOMO、Orange、新加坡電信、SK電訊、Sprint、Telstra、TIM、Verizon和沃達豐就將開展基於3GPP Release 15 5G新空口標準的試驗，這些5G 新空口移動試驗將採用高通5G移動測試平台和智能手機參考設計，其中集成驍龍X50晶元組，並在智能手機所要求的功耗與尺寸條件下優化5G技術，同時保持與4G LTE的互通和共存。

可以說，通過與眾多主流廠商的合作，高通在推進整個5G的征程上，已經提前邁出了一步。

· 5G新空口，下一階段拓展至移動生態系統

繼首個5G新空口標準完成之後，3GPP已經批准了多個技術研究項目，這些研究有望在Release 16和未來版本中定義5G新空口下一階段的發展。

高通在MWC 2018重點展示了三個基礎性5G新空口技術實力，這些技術正在驅動移動生態系統的演進和拓展：

其中一項是5G新空口頻譜共享技術OTA。5G頻譜共享技術有望在免許可及共享頻譜中提升移動寬頻性能，並有望將5G拓展至其他領域，例如面向工業物聯網的私有網路。

第二項是業界首個5G新空口無線PROFINET工業乙太網。面向工業物聯網的私有5G網路是3GPP 5G新空口下一階段的重點關注領域。在無線網路上運行工業乙太網的能力可推動工廠重新配置以提高生產力和靈活性，而這正是工業4.0的關鍵概念。該演示預展了支持亞毫秒級時延的5G新空口URLLC（超可靠低時延通信）全新用例，包括在要求嚴格的工廠自動化應用中進行精確指揮和控制的能力。

第三項是基於5G新空口的C-V2X技術。C-V2X在實現自動駕駛中發揮著重要作用，可幫助汽車交流其意圖，從而支持先進路徑規劃所需的高預測能力。基於5G新空口的C-V2X技術通過補充型功能增強現有的C-V2X技術，支持高吞吐量和URLLC功能的同時後向兼容，以支持先進的自動駕駛汽車用例，包括高吞吐量感測器、意圖分享和3D高清地圖更新。

· 5G行業應用是另一個前沿

如果說，從1G到4G一直以人與人通信為主，而5G的意義則更具多重性，強調萬物連接，因此可以輻射至各行各業。高通針對5G的布局同樣也是全領域鋪開的。

晶元領域，全球首款發布的5G晶元組——Qualcomm驍龍X50 5G新空口數據機，目前已被全球20家終端廠商選定，支持他們打造最早一批5G智能終端，預計在2019年發布。此外，高通在MWC期間發布了高通驍龍5G模組解決方案，成為首家提供劃時代的、整體交鑰匙型商用5G模組解決方案的公司。這也意味著終端廠商可以用更低成本和更少時間快速投產。

PC領域，始終連接的PC將能夠利用超高速、低延遲的連接，支持全新水平的雲服務、高質量的視頻會議、交互遊戲以及隨處工作的靈活性所帶來的更強生產力。搭載高通驍龍835的PC產品將具有低功耗、超長時間續航的性能，今年MWC上高通也得到了微軟、聯想以及華碩等PC廠商的支持。

物聯網方面，高通提供了軟硬體結合的解決方案。高通針對物聯網產品打造了移動SoC、應用SoC、LTE SoC、連接SoC和藍牙SoC五大系列產品組合；在物聯網邊緣計算領域打造了五類軟體解決方案：語音交互、感測器處理、攝像頭影像處理、媒體內容處理以及深度學習。「目前，高通每天出貨的物聯網晶元已經超過了100萬片。」高通產品管理副總裁Seshu Madhavapeddy如是說。

高通物聯網產品解決方案

高通物聯網軟體解決方案

車聯網方面，「自2016年下半年開始，高通便致力於研究車對車（V2V）及車對路側基礎設施（V2I）間的通信技術；2017年9月，高通發布了首款C-V2X商用晶元組解決方案——9150 C-V2X晶元組；我們正與領先汽車製造商和汽車供應商的生態系統合作，利用9150 C-V2X晶元組解決方案可加速蜂窩車聯網（C-V2X）技術的商用進程。」高通產品管理副總裁Nakul Duggal在MWC期間表示。值得一提的是，高通和標誌雪鐵龍將開展歐洲首個C-V2X測試，將於今年3月在法國進行，以推動C-V2X在2020年啟動商用部署。

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