3G跟跑、4G并跑的中国,能否在即将到来的5G时代实现领跑?新波形、新编码等基础核心技术被国际组织采纳为全球统一标准,时延、用户速率等关键指标遥遥领先,推动车联网、智能制造等行业应用发展……27日,华为在北京2017年中国国际信息通信展上展示的研究成果,给出了令人信服的回答。

“华为在5G研发上全球领先,特别是他们研发的新波形、新编码等成为全球5G统一标准,是非常大的突破。”中国信息通信研究院副院长、IMT—2020(5G)推进组组长王志勤表示。

新波形、新编码,基础核心技术成为全球统一标准

“技术标准全球统一是5G发展的前提。”华为5G首席科学家童文博士说,标准的统一不仅可以让全球用户的漫游问题得到解决,而且也将降低海量用户的使用成本,因此,全球通信巨头都力求取得主导权。

“4G主要是服务于人的通信,5G则把人的连接拓展到物的连接,实现万物互联。万物互联是5G最基本也是最核心的功能。”童文说,核心功能的转变要求5G必须在核心技术上更新换代,“其核心技术包括两部分:通信基站与手机等终端的无线接口技术(也称‘空口技术’),以及核心网的网络架构技术。”

童文介绍,新波形和新编码是5G新的空口关键技术,它们决定了无线信号生成、传播的方式和通信系统性能,是5G最核心、最本质的技术。“在新波形方面,华为研发提出的新波形技术F—OFDM(可变子载波带宽的接入波形)已获得国际权威标准组织3GPP的认可,成为全球统一的5G混合新波形技术标准。”童文说,新编码包括控制信道和数据信道两种,3GPP选择了华为提出的Polar Code(极化码)作为5G增强型移动宽带场景(eMBB)控制信道的编码方案。

“如果把5G通信比作一座大厦,波形和编码相当于地基和承重结构。华为在这两项核心技术上的突破,是中国企业对世界5G通信标准的重大贡献。”童文说。

在5G网络架构方面,华为则力推端到端的网络切片技术。“由于5G要实现万物连接、满足不同行业的通信需求,而每个行业对无线网络的需求各有侧重,比如自动驾驶要求低时延,物流仓储要求连接高密度,未来视频业务需要大带宽等等。”童文说,“网络切片就是在云化的网络架构基础上,把各行业所需的无线网络做成虚拟的逻辑专用网络,如专门的视频网络切片、物联网网络切片,或者关键通信网络切片等;然后由通用基础硬件上的‘网络协调器’统一优化、调度,按需部署、按需供给、按需管理。这样就能满足不同领域所需的网络连接特性,推动全行业的能力提升和转型升级。”

童文说,就在几天前,华为宣布加入欧洲5G架构研究联盟,主导5G网络切片从标准到技术、商用等端到端产业链的构建。“前不久在北京怀柔开展的中国5G外场测试二阶段研发试验中,华为网络切片性能表现优异。端到端的网络切片,将把5G变成使能全行业数字化愿景的支柱型技术——这也是5G与4G断代的分水岭。”

低时延、高吞吐率、多连接数,关键性能指标国际领先

鉴于5G要同时满足增强型移动宽带、大规模物联网(uRLLC)和关键任务型物联网(mMTC)等三大商用场景的需求,国际电联(ITU)对5G的性能指标融合了更多维度,其中最关键的是“1、10、100”:1毫秒级的时延,10Gbps级(Gbps为交换机数据交换能力单位,1Gbps=1000兆比特每秒)的用户速率,每平方公里100万的连接。

华为5G产品线总裁杨超斌介绍,截至目前,华为与全球30多家领先运营商开展5G联合创新和商用测试,其3GPP 5G预商用系统已经在多个运营商的真实网络环境下进行验证,刷新了多项纪录。

在刚刚结束的IMT—2020(5G)推进组中国5G技术研发第二阶段测试中,华为的预商用系统率先完成关键网络架构的测试,在各项指标比拼中均排名第一:小区峰值速率达到32Gbps,空口时延在0.36毫秒,每小区(覆盖半径500米)每分钟连接数达到217万——均远超出ITU(国际电信联盟)对5G的要求。

在与国外顶尖电信运营商联合开展的测试中,华为的表现同样出色。比如,2016年期间,华为与德国电信开展基于5G预商用系统联合测试,与沃达丰开展5G密集城区高低频移动性测试,与韩国电信运营商LG U+完成面向5G三大商用场景的外场测试,与日本NTT DoCoMo完成5G C波段大规模外场测试,测试结果都比国际电联的要求高出一大截。

除了新波形、新编码、新网络构架等基础性技术,华为还在产品方面进行了全系列的自主研发,包括芯片、终端、基站等。“基础技术与应用技术结合,核心技术与核心产品结合,华为才能在5G性能上遥遥领先。”杨超斌表示。

车联网、智能电网、智慧城市,垂直行业应用大有可为

此次展览期间,华为将与国家电网、上汽集团等垂直行业联合展示5G在智能配电网络及远程无人驾驶上的应用。

“5G将迎来万物互联时代,帮助各行业率先实现数字化转型,提升各自的国际竞争力。”杨超斌说,华为很早就开始拓展5G在垂直行业的应用,以改善人们的生活、为全社会创造经济效益和价值。

2016年9月,华为作为创始人之一,携奥迪、宝马、戴姆勒等发起并成立5G汽车联盟(5GAA),并联合车商和科研机构开展了一系列车联网应用场景研究;2017年6月,华为与中国移动、上汽集团共同演示全球首个真实网络环境下的远程驾驶,驾驶员可以实时远程操控30多公里之外的汽车。

“华为之所以能在5G的核心技术标准、关键性能指标和主要生态共建等方面全球领先,主要得益于布局早、投入大。”杨超斌说,“作为中国无线标准的倡导者、全程参与者和主要贡献者,华为从2009年便开始投资进行5G技术研究,2012年宣布投入6亿美元研发5G技术标准,2017年更是专项投入40亿元人民币开发5G产品,在世界上11个国家建有研发中心。”

根据国家的统一部署,我国将于2019年启动5G商用。“届时,5G不仅为人的移动宽带体验带来革命性提升,也将带动智慧城市、车联网、智能制造、虚拟现实和增强现实等行业应用飞速发展。”杨超斌表示。(记者 赵永新)