华为率先提出5g系统清晰理念 实现万物互联

华为率先提出 5G 系统清晰理念 实现万物互联 尽管 4G 商用的全球性高潮刚刚到来，充斥行业的热情证明 5G 距离我们不再遥远。 华为轮值 CEO 徐直军表示，现在的 5G 正处于研究和创新的阶段，相当于 2004 年时 的 LTE，通信产业将于 2020 年前后进入 5G 时代。5G 不仅仅是移动宽带技术的演进，而 且会对整个产业带来革命性影响，并改变我们每个人的工作和生活方式，使人类社会全面 进入到数字化时代。 从诸如“搞 5G 是为了别让研发人员闲着” 的调侃中可以发现，业界对 5G 的认知仍极为 模糊到目前为止，其定义尚未明晰，其基本诉求、技术标准、应用场景等也有待达成 共识。而华为在业界率先针对 5G 提出了一整套系统、清晰的理念，它所定义的超业务 HyperService Cube 甄选出 15 个典型应用场景，为后续 5G 工作指明了方向。 5G 等于当前技术的持续演进加上革命性的创新，而在某种意义上其创新性更超过了 演进性。华为无线网络业务部 CMO 杨超斌向 C114 表示，HyperService Cube 从三个维 度明确了未来 5G 全联接最关键的三大需求，即时延、吞吐率及连接数。 华为在研究创新上一直坚持投入，承诺在 2018 年前至少投资 6 亿美元用于 5G 研究 和创新。这家公司自 2009 年开始进行 5G 研究，目前已经在组网架构、频谱使用、空口 技术、基站实现等多个领域取得了突破性进展。2014 年初在高频环境下实现 115Gbps 的 峰值传输速率，刷新无线超宽带数据传输纪录；最近还与英国萨里大学的 5G 创新中心 （5GIC）共同宣布启动世界上第一个 5G 测试床，将与其合作伙伴一起整合 5G 测试资源 实施概念验证、外场验证，共同推进 5G 进程。 为什么需要 5G 人类在物理世界对生存四大基本要素的依赖需求正延伸到数字世界，随着移动宽带对 社会各个领域的渗透，未来充满无限可能。华为认为，5G 的诞生，是为了满足人们对全 联接美好蓝图越来越迫切的期待用户期望沟通和分享的方式产生革命性的改变、期望 实现万物互联（人与人、物与物、人与物）带来的互联互通便利、期望真正的网络互联带 来的体验提升。 同时，5G 不仅仅作用于通信服务，更将提供使能物联网（ IoT）的平台，以用户为中 心构建全方位信息生态系统，提供各种可能和跨界整合，其影响将远远超出 ICT 的行业范 畴。 “从人与人的通信来讲，用户需要有更好的体验，3D 视频、虚拟现实这样的应用需要 更高峰值的带宽。”杨超斌告诉 C114，“另一方面，如果我们将 5G 的应用范围从人与人的 通信拓展到与物相关的通信，带来的诉求就会完全不同，比如要求极庞大的联接规模、极 低的端到端时延。所有的这些问题都不是今天的网络所能解决，需要有一些革命性的技术。 ” “5G 可以将信息的通信、信息的处理、信息的存储、信息的应用组合起来，提供一整 套更好的集成在一起的解决方案。”他补充道。 华为提出了三个“Everything”的未来趋势和 5G 发展驱动力，获得了业界广泛的认可。 它们分别为“Everything on Mobile”，即人们希望希望一天 24 小时、一周 7 天，随时随地 利用各种终端设备接入网络，与不同地方的亲友分享资料、照片、影片等；“Everything connected”，即面向 2020 年及未来，智慧城市、工业控制、环境监测、车联网、电子银 行、电子教学和电子医疗等核心服务的移动性普及爆发式增长，由此产生的数据流量将比 2010 年增长 1000 倍；“Every function virtualized”，即 5G 技术天然支持虚拟化，虚拟化 的结果之一将导致大量云端存储和计算，因而超级流量和低时延高可靠的需求激增。 华为的 5G 定义 尽管业界对 5G 的定义莫衷一是，华为已明确将 5G 定义为当前技术的持续演进加上 革命性技术的创新。杨超斌说，5G 不单单是现有技术的演进，也不单单是纯粹的创新， 它是二者的集大成者，而在某种意义上其创新性更超过了演进性。 从定位上看，一般认为 2G、3G、4G 系统都是服务于通信，5G 既是下一代移动通信 网络基础设施，更是未来数字世界的使能者，真正地变革到万物互联，服务于全联接社会 的构筑。 从技术角度而言，与 2G、3G、4G 不同，5G 并非一个单一的无线接入技术，也不是 几个全新的无线接入技术，在一定程度上它是一个真正意义上的融合网络，无缝支持各种 新的网络部署，包括超高密度的无线网络部署、回传、设备到设备的通信（D2D）、动态 频谱重整和无线接入基础设施共享。 前几代无线网络的特点是有固定的接入参数和频谱块，5G 网络将允许使用任何频谱 和任何接入技术来提供最佳通信服务。同时，5G 的空中接口和接入网系统需要革命性的 创新设计以适应具有超大容量、超高连接性以及极速等特征的新移动接入模式。 “华为与运营商均十分关注在演进和创新的同时保护现有投资。” 杨超斌表示，华为在 设计创新技术的同时将无缝融合现有技术作为一个非常重要的考虑因素，以在现网情况下 支持技术上的持续发展和演进，最大化收益的同时最小化投资。 从需求评价的角度，对比 2G、3G 和 4G，除了高容量的需求外，5G 将引入超大连接 数和超低时延等新的维度。杨超斌说，在容量方面，5G 技术相比 4G 将实现单位面积移动 数据流量增长 1000 倍；在传输速率方面，单用户典型数据速率提升 10 到 100 倍，峰值传 输速率可达 10Gbps；端到端时延缩短 5 倍；在可接入性方面，可联网设备的数量增加 10 到 100 倍；在可靠性和能耗方面，每比特能源消耗应降至千分之一，低功率电池续航时间 增加 10 倍。 HyperService Cube 解析 5G 体验 5G 的应用将带来更加丰富的沟通方式和更加真实的体验，智能连接的新境界将从多 个层面对提升生活质量产生影响。利用 5G 技术，可以实现虚拟现实对话、观看 3D 投影， 通过 5G 终端设备随时随地通信交流，而无论身处室内、公共场所或是交通工具上。 华为定义了超业务 HyperService Cube，甄选与日常工作生活紧密相关的 15 个典型应 用场景，比如海量链接的物联网、垂直产业场景（汽车、医疗、工业自动化机器人）、终 端用户的自组网等，具体如自动驾驶、超高清视频、虚拟现实、医疗保健、智能家居、万 物互联的智能传感器等场景。、 此外，HyperService Cube 还从三个维度明确了未来通信最关键的三个需求 时延、 吞吐率及联接数，分别对应 1、10、100，即 1ms 的时延、10Gbps 的用户速率和 100 个 billion 也就是 1000 亿的联接。 具体而言，1ms 意味着零延时和零等待，支持实时移动控制、车联网应用和通信； 10Gbps 数据速率带来了身临其境、类光纤速率的体验，能够支持超高清视频和虚拟现实 应用以及移动云服务；华为预测，到 2020 年全球范围将产生 1000 亿联接，5G 需要同时 支持数十亿的应用和千亿级的互联设备，而基于物联网的特性，还要满足“永远在线” 的诉 求。 目前 5G 正处于初期研究阶段，标准化工作尚未启动。业界预计，标准研究立项 （Study Item）会从 3GPP R14（2016 年）开始。国际电联（ITU）目前正在研究 2020 年及以后的 IMT 频谱要求，2015 年 WRC（WRC-15 ）将针对 60GHz 以下的频谱提出相 关技术方案，到 2019 年，将针对 60GHz 之上的频谱。5G 的商用部署预计将始于 2020 年。 早在部署了全球第一张 LTE 商用网络后，华为就马不停蹄地开始了对 5G 的研究。 2009 年，成立了一支团队专门从事 5G 工作。到今天，华为投入 5G 研发的专家工程师有 300 多位，在国内的深圳、上海、成都，以及美国、加拿大、瑞典、英国、法国、德国设 立了 9 个 5G 研发中心，充分整合全球各地最顶尖的研发资源。 华为承诺在 2018 年前至少投资 6 亿美元用于 5G 研究和创新。杨超斌强调称，这 6 亿美元中不含 5G 产品的开发，当整个技术研究和创新完成、标准化完成，华为会有另外 的开发费用预算，产品化的预算将会远远超过这个数字。 2012 年，华为在巴塞罗那世界移动通信大会上展示了供 50Gbps 基站使用的 5G 原型 机。2013 年 11 月，发布 5G 愿景与需求白皮书。 2014 年初，华为宣布在高频段无线 5G 空中环境下实现 115Gbps 的峰值传输速率， 刷新无线超宽带数据传输纪录。11 月 4 日，联合 5GIC 宣布启动世界上第一个 5G 测试床， 将与其合作伙伴一起整合 5G 测试资源实施概念验证、外场验证，共同推进 5G 进程，该 测试床将在 2015 年完工。 在由华为与全球移动通信系统协会（GSMA）、工信部电信研究院共同举办的 2014 年全球移动宽带论坛期间，华为宣布与俄罗斯及独联体领先运营商 MegaFon 签署了一份 5G 合作谅解备忘录，双方将为 2018 年俄罗斯世界杯足球赛合作建设 5G 实验网。同时， 宣布与阿联酋电信（Etisalat）合作，为 2020 年世博会场馆提供 5G 网络保障。 多领域突破性进展 实现全联接世界的美好蓝图面临许多技术挑战，华为在研究创新上一直坚持投入，目 前已经在 5G 组网架构、频谱使用、空口技术、基站实现等多个领域取得了突破性进展。 5G 系统技术领域，华为 5G 系统既支持 6GHz 以下的核心接入频段, 也将支持高于 6GHz 的扩展频段（高频段可用于接入和回传）。 5G 将实现软空口，典型技术如新型调制多址技术稀疏编码多址（SCMA）在相同资源 下复用更多用户，增益相对于 OFDMA 提升 300%。此外，华为在抗多径全双工技术、大 规模天线 MIMO 技术、全数字化射频技术等领域也取得了创新突破，在提高频谱效率、能 源效率的同时，降低全网成本。 网络架构上，华为提出了业务定义的网络 (Service defined network)未来 5G 网 络架构将集连接管理、移动性管理、安全性管理和路由管理于一体，以业务为中心，以用 户为中心，支撑海量垂直行业应用。同时在核心网功能虚拟化有所突破，其核心网将全面 基于云架构、按需实现资源分配，实现更灵活的网络开放和应用创新，并与当前的 3G、4G 核心网实现无缝集成。 华为还提出了以用户为中心的 No Cell 的无线接入网创新架构，突破了用户与 Cell 绑 定的传统架构，联合优选多个物理小区链路随时随地适配用户体验，有效提升有用信号、 降低信号衰落和干扰。同时因上层逻辑小区唯一识别，可成功规避小区间切换，为实现 5G 超密度网路架构奠定了基础。 在 5G 基站的关键特性方面，华为已经推出了全球首款 100Gbps 无线传输系统原型机， 实验室测试速率达业界最高 115Gbps，未来总容量可按需在任意方向动态分配。其 Micro 50G 实现接入和无线回传一体化架构，单站支持 200 多个用户同时高清 4K 视频通信，支 持百万传感器联接。其 100G 按需小站内置高低频模块，语音数据接入以低频为核心频段 （小于 6GHz）、高频作为扩展频谱，支持更大的数据接入，高频可同时按需作回传；小 站目前支持最大 100 米覆盖距离。 构建 5G 生态系统 为推动 5G 技术发展和生态系统的形成，华为已与全球 20 多所大学建立伙伴关系，并 积极与欧盟 METIS、ITU、中国 IMT-2020 和 3GPP 等组织展开合作。 华为与欧盟及产业界各方共同推动 5G 公私合作联盟（ 5GPPP Association，5G Public-Private Partne