科技行者5G连接生态的嬗变:感受智能世界的速度和温度

5G连接生态的嬗变:感受智能世界的速度和温度

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5G连接生态的嬗变:感受智能世界的速度和温度

2018年12月20日 作者:周雅 科技行者
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通常,很多事物的前进路径被认为是随着时间推移的渐进式变化,但技术的变革却并非如此,它更多呈现得是一种量变+质变的巨大飞跃。

作者:周雅 来源:科技行者 2018年12月20日

关键字:5G 高通 智能世界 万物互联

科技行者 12月20日 北京消息(文/周雅):通常,很多事物的前进路径被认为是随着时间推移的渐进式变化,但技术的变革却并非如此,它更多呈现得是一种量变+质变的巨大飞跃。我们似乎正迈向一个技术爆炸的时代,以至于技术的变革极其多:比如量子计算,被认为将会带来算力革命;而算力驱动的人工智能,将改变各个行业的商业模式和运营模式;再比如区块链,被认为将变革生产关系……如今在通信领域,几乎没有人怀疑,5G是一场技术变革,并很可能引发一场产业革命。

作为5G基础技术的重要贡献者和参与者,高通公司一直在推动5G的标准制定、技术发展、商业落地和产业协作。最近,高通又一次出席2018年中国移动全球合作伙伴大会,并带来了两个5G消息——中国移动通信集团终端有限公司和一批中国OEM厂商,包括小米、一加、OPPO、vivo和中兴通讯在内,正在采用高通骁龙855移动平台并配合骁龙X50 5G新空口调制解调器系列,开发5G终端;同时,5G移动终端样机亮相,包括智能手机和CPE,意味着5G商用又向前迈了一步。

>>> 让产业跨过技术门槛

几乎每隔10年,移动通信行业就会经历一场变迁。

第一款真正的手机出现在80年代早期,让我们可以随时随地接打电话。不久后,高通面向全球推出了CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)无线标准,将手机连接到互联网并引入了3G。作为第三代移动通信技术,3G带来了GPS、游戏、流媒体音乐服务和社会化媒体。

4G的出现掀起了一场智能手机革命,带来了更快的移动网络,催生了大量的移动直播、网约车、共享单车等移动应用兴起。人们通过手机就能解决很多问题,也感受到了新的生活方式。4G LTE时代,高通的技术已经可以在你的手机上实现千兆网速、顺畅接收视频、看电视和直播、以及玩手游等。

5G,它绝不仅仅是网速更快的新一代通信技术,更是会为智能世界带来超乎想象的速度、连接性和生产力。换言之,5G不只升级了智能手机,还将让你感受智能家居、无人驾驶汽车、XR(混合现实)娱乐等,也将是工业互联网、智慧医疗、智慧社区等行业的助推器。高通早在十多年前,就开始了5G技术的前瞻性研究;5G概念初期,高通已经着手构建5G生态,比如高通今年1月公布的“5G领航计划”,意在帮助中国智能手机行业抓住5G全球机遇,促进5G智能手机广泛商用,越来越多的手机厂商已加入该计划;在5G标准制定及各种相关测试中,高通的身影也是不断出现。

业界普遍认为,5G将于2019年商用,不同国家都有在2019年上半年演进到5G的计划。在网络方面,全球主流运营商投入数十亿美元用于网络部署,以期为2019年实现5G商用做好准备。日本运营商NTT DoCoMo 和KDDI均表示将在2019年少量商用5G;德国电信近日公布了5G发展计划;美国运营商Sprint表示明年也将在9个城市推出5G服务;Verizon在几天前推出了其5G固定无线服务。值得注意的是,这些运营商都采用了高通骁龙X50调制解调器来进行5G新空口(5G NR)的试验。

在5G之路上,从最初的基础性研究,到现在打通商用“最后一公里”,高通不断推陈出新,创造了多个“里程碑”事件。在小基站、毫米波、模组等领域火力全开,不断完善5G体验,帮助网络运营商和终端制造商把更优良的服务送达用户手里。

1、毫米波至关重要

5G虽机遇当前,但挑战同样不容忽视。在高通中国区研发负责人徐晧博士看来,5G频谱划分一直面临资源稀缺的问题,而毫米波的优势在于频谱资源非常丰富,且尙未得到完全利用——目前毫米波在北美、欧洲和亚洲的很多国家备受青睐,在中国也会有广阔的应用前景。

所谓毫米波(millimeter wave,简称“mmWave”),根据3GPP 38.101协议的规定,5G NR主要使用两段频率:FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz~6GHz,又叫sub 6GHz频段;FR2频段的频率范围是24.25GHz~52.6GHz,人们通常叫它为毫米波(严格来说,毫米波只能指EHF频段,即频率范围是30GHz~300GHz的电磁波,相应波长为 1mm~10mm)。

毫米波可谓是5G超高速率的杀手锏。细化而言,无线传输要实现更快的数据传输速率,通常有两种方法,一是增加频谱利用率,二是增加频谱带宽(后者比前者实现起来更简单直接,因为后者意味着在频谱利用率不变的情况下,利用带宽翻倍,以实现数据传输速率的翻倍)。但问题是,如今常用的5GHz以下频段已经非常拥挤。由于连网设备越来越多,频谱资源越来越稀缺,至少目前而言,我们还只能在极其狭窄的频谱上共享有限的带宽。这样一来,用户体验自然无法大幅提升。去哪里寻找新的频谱资源呢?毫米波就是解决这一问题的关键。

然而,很长一段时期以来,毫米波频段属于蛮荒之地,主要原因是时机未到:其一,毫米波缺乏市场需求,以前的移动应用并不需要这么大的带宽和这么高的数据速率;其二,毫米波太贵,要克服传播损耗、提高覆盖范围需要大把的金钱投入;其三,毫米波因为频谱高、带宽大、速率高,技术相对不够成熟;其四,毫米波存在缺陷:穿透力差、衰减大,不容易穿过建筑物或障碍物,且可以被叶子和雨水吸收。

毫米波开始被业界认为不够成熟,不过基础技术研究已经证明毫米波是可以商用的。比如,针对毫米波的缺陷,高通采用波束成型和波束跟踪技术。即便设备被移动、射频信道条件发生变化,也能够得到相对稳定的信噪比(SNR)。

5G场景革命:从万物互联的速度到万物智能的温度

图:Qualcomm Research运行在28GHz的5G毫米波原型系统

在国内,IMT-2020(5G)推进组已经启动了包括毫米波在内的“室内+外场”测试,高通也在全球联合众多设备厂家开展毫米波的互联互通,参与他们的毫米波测试。据悉,高通已与vivo合作,成功实现在商用终端中集成毫米波天线组和6GHz以下技术。而且,高通还在寻求与中国院校、研究所合作,共同推动毫米波的研究和商用。

2、小型基站取长补短

5G技术搭建方面,小型基站和毫米波可谓优势互补。一方面,5G网络将会采用小基站的方式,以加强传统的蜂窝塔,间接弥补了毫米波穿透力差、衰减大的缺陷;另一方面,由于毫米波的频率很高,波长很短,意味着其天线尺寸可以做得很小,这是部署小型基站的基础。不难预见,未来5G网络将不再依赖大型基站的布建架构,大量的小型基站将成为新趋势,以覆盖大基站无法触及的末梢通信。

同时,5G场景下,小型基站被认为是优化5G网络部署不可或缺的条件。5G网络将利用小型基站,提供数千兆比特吞吐量和毫秒级时延,以提升无线体验,并支持多样化的新兴应用,如AR(增强现实)和VR(虚拟现实);利用5G频谱,小基站还可为数千兆比特的无线速率提供机遇,使其成为固定无线接入应用的理想方案,在传统光纤或铜缆基础设施难以服务的地区,为家庭、公寓和其他场馆提供“最后一公里”的宽带连接。

5G场景革命:从万物互联的速度到万物智能的温度

图:要达到海量数据容量,小型基站是重中之重。正是有了小型基站,网络才能更加贴近用户。

高通与三星电子正合作开发5G小型基站,三星5G小基站将采用高通FSM 100xx 10纳米5G解决方案,帮助移动网络运营商根据户外和室内不同场景,进行5G商用网络的部署,力求在速率、覆盖、容量、时延方面保障良好体验。

然而在任何一项技术被刚开始引入的时候,盈利方式和商业模式就成为一个需要思考的方向。徐晧认为,在5G建网方面,运营商可以是阶段性、分步骤的,可能不需要在第一阶段就把5G做到全覆盖,而是在某些城市首先建设5G基站,逐步规模部署。而在5G商业模式方面,运营商在5G计费时,可以按流量收费,也可以探索新的商业模式,比如根据用户个性化要求(低时延、高可靠性)的服务进行收费。

>>> 为合作伙伴成就更多

在开篇所提,5G作为一个技术变革,正在连接一场产业革命。这场革命带来的飞跃事关连接,连接人与人、人与物、物与物;它也事关生态,将人员、企业、服务、流程和事物贴上智能标签,共同成就一个既天马行空又真实的智能世界。

高通,正与包括运营商、OEM厂商等生态伙伴一起,加速5G连接测试,完善5G商用道路,让产业清晰地看到5G未来商用场景以及全新的商业模式,让人们感受未来智能世界的速度和温度。

徐晧细化了5G的海量应用场景,包括智能手机、始终连接的PC(Always Connected PC)、XR(AR+VR+MR)、车联网、工业物联网等等。第一,5G给智能手机带来高速、低时延的连接,高通骁龙移动平台可以挑大梁;第二,Always Connected PC方面,高通不仅可以利用Wi-Fi,也可以利用5G把笔记本电脑连入网络;第三,5G的高速率、低时延能够让车与万物(车、人、交通设施)之间交互连接,保证安全性,带来自动驾驶。高通目前通过通信业与汽车业合作,正在积极推广4G LTE-V2X和5G的V2X;第四,工业物联网方面,现在用于生产线的机器人都是用线连接。如果5G连接能做到与其水平一致的可靠性,在自动化过程中,所有生产线的组装或者重组装会更容易,设备之间的连接转变也会更方便,机器人在工厂中的移动会更自由。5G无疑会对工业自动化带来革命性影响。

第五,有了5G,XR就成为了一片值得被开垦的“处女地”,因为这是一个完全不同于其他终端的形态,还将衍生更多应用场景,比如AR眼镜、VR赛事、VR演唱会或VR表演。高通对于XR技术和产品的布局,不仅仅是提供体积小、低功耗的集成芯片,还投入了包括软件、高级算法、参考设计以及各种加速计划,以帮助厂商更快地进入市场。以VR/XR眼镜举例,其讲究轻便性、低功耗、低时延,而高通的强项在于芯片小、集成度高、低功耗。佩戴者如果转头或转动眼球,VR的场景必须同时发生变化,且把数据快速传送给用户。

“5G就像电力一样,它可以提供最基础的连接支持,是能够影响各行各业的基础技术。”徐晧提到,高通的芯片,不光用在手机,也会应用到PC、车联网、以及人工智能等通信相关领域。不同的领域需求不一,高通会针对这些需求做专门的支持。“高通有一个很重要的想法,就是要做基础科技的研发。基础科技研发的突破,能推动整个产业的发展。我们所做的研发投入,是在比较核心的、有革命性的技术上。这一定是需要大量的、长期的积累,而且需要能静下心来把事情做好,而不能只限于追求短期的回报和利益。”徐晧表示。

正如高通总裁克里斯蒂安诺·阿蒙那句耳熟能详的话:“过去30年,高通成功连接你我;未来30年,高通将连接万物。”主张万物互联的高通,致力于凭借独特的业界端到端技术能力,将连接、计算和云的世界汇集在一起,实现万物无缝连接。


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