5G标准已出软肋犹存

 首个面向商用的5G 标准的发布为5G 产业的研发奠定了很好的基础。

5G或许将成为我们可能见到的最具影响力的技术变革之一，因为它不仅是通信技术的演进，更是一场从智能设备、无线技术、接入网、核心网到云端的跨行业革命。

在近日举行的3GPP（第三代合作伙伴计划）第80次TSG RAN会议上，5G NR标准SA（独立组网）方案获得发布，首个面向商用的5G标准出炉。5G时代离我们更近了一步，这无疑是个利好消息，毕竟利用5G网络的峰值，下载一部8GB的电影只需要6秒，而4G网络下，最快也要七到八分钟。

除了最直观的感受，5G或许将成为我们可能见到的最具影响力的技术变革之一，因为它不仅是通信技术的演进，更是一场从智能设备、无线技术、接入网、核心网到云端的跨行业革命。

独立组网版的标准意味着5G的无线接口和核心网接口实现了端到端全新的业务承载能力，这也给垂直行业的应用带来机遇。但另一方面，“这次冻结的标准依然属于R15版本，是第一阶段基础版的5G标准。”工信部通信科技委常务副主任、中国电信科技委主任韦乐平告诉《中国科学报》记者，不论是从技术还是市场，5G的推广应用仍面临不小的挑战。

真正的5G网络

2017年底，5G的非独立组网(NSA)标准第一个版本正式冻结，相对NSA，此次冻结的SA标准不再是4G网络的补充与增强，也不再采用4G的EPC（演进分组核心网），而是采用全新的5G核心网，并具备体现5G特征的一系列功能：网络切片、MEC（移动边缘计算）、服务化架构等。

“本次冻结的独立组网SA标准应该说是能够体现5G特征的真正的5G网络。”韦乐平在解释5G网的进步之处时强调。

“从5G技术本身来看，它的特点是支持大带宽、低时延、灵活可配制、适应移动互联网等场景。”中国信息通信研究院副院长王志勤在近日举行的2018年IMT—2020（5G）峰会上表示。“5G支持全新的网络架构，通过网络切片、边缘计算等技术的使用，能够针对不同的行业用户配置网络整体资源，实现差异化的应用场景和性能的提升。”

虽然此次标准的制定对产业发展将有很大的推动作用，但这次冻结的标准依然属于R15版本，离第二阶段完整版的5G标准R16还存在不小差距。

3GPP会议上定义了5G的三大场景：eMBB（增强移动宽带）、uRLLC（超高可靠超低时延通信）和mMTC（大连接物联网）。韦乐平解释说：“此次冻结的标准主要面向可能最先应用的eMBB商用场景，再加上部分低时延高可靠物联网应用场景，而R16版将重点完成面向高可靠低时延uRLLC物联网垂直应用等场景，这是5G真正差异化的新业务。”

“要完成R16阶段的标准工作还需要至少15个月时间，到2019年9月份才能完成。”韦乐平补充道。

发展的车轮已经启动，5G标准所确立的高速率、高容量、低时延和海量连接密度等目标，以及描绘的几大重点应用场景，给电信行业带来诸多新的机遇。据韦乐平介绍，就eMBB场景而言，可能的应用有4K高清视频、虚拟现实、增强现实、远程会诊、远程教育等；就uRLLC场景而言，可能的应用有工业控制、配电自动化、无人机控制、面向自动驾驶的V2X应用等；就mMTC场景而言，可能的应用有智慧城市、智能家居、工业信息化、智能物流等。“随着实际网络的部署和行业应用的拓展，更多的潜在应用都可能出现，想象空间很大。”

今年是关键一年

“5G第一版标准的发布为5G产业的研发奠定了很好的基础，现在正是产业全力以赴投入研发的关键时间点。”王志勤表示。

技术本身并不是驱动5G发展的源动力，需求才是。王志勤介绍，行业应用是5G获得成功的一个必备条件，IMT-2020（5G）推进组也在大力推进垂直行业的应用。

此外，5G推进组还专门成立了应用工作组，将部分先行领域和工业领域作为重点研究方向，包括高清视频、AR/VR、无人机、电力行业、公安系统等领域。“目前已经跟这些行业开展深度的对接，把行业的需求映射到5G网络的切片、资源配置和实现的具体方式，通过设施和应用示范配合实验进一步推进。”王志勤说。

自动驾驶被认为是目前最典型的5G应用场景之一。“对于智能汽车的安全与商用，无线通信网络将起到关键性作用，包括智能车辆与人、车、路、云端服务等交互。”中国科学院自动化研究所原副研究员、无人驾驶专家黄武陵向《中国科学报》记者表示。

据黄武陵介绍，5G可以在不依赖广域网覆盖的情况下完成车间和车路通信，现阶段直连通信覆盖可达1公里以上，高速和高密度下的通信时延小于20毫秒。“实现V2V（车到车）和V2I（车到基础设施）通信，速度和容量都实现跨越，这对自动驾驶安全至关重要。例如，允许无人驾驶车辆远程运维人员根据现场情况和车辆诊断信息实时评估并接管车辆的操控，避免事故发生。”

此外，5G网络的安全性和连接性是其商机所在。在自动驾驶车辆上，人们更需要娱乐与通信连接，5G可满足提供更高带宽的需求。

“现阶段，需要全面达成5G技术规范共识，解决技术上的不确定因素。”黄武陵表示，例如，中国芯片厂商应加速推出适合车载环境的计算和通信芯片，网络运营商确定如何针对智能网联汽车的交通环境的新基站升级和部署。商业运营公司可与自动驾驶车辆车企联手，确定和拓展驾驶安全、数据处理与数据管理等领域的合作，并且简化其数据连接、数据存储及数据分析的管控流程，使得商业变得廉价，让用户愿意升级到5G网络。

王志勤坦言，从研发的角度来看，今年是非常关键的一年，“希望通过今年一年产业的共同努力，实现5G系统的商用和预商用。”

我国仍存“致命”软肋

5G为我们展现了一个美好的前景，同时也让我们看到其中存在许多的挑战。

在国家03专项支持之下，中国在通信标准的软件实力上已经处于领先地位。这也得到韦乐平的肯定，“目前中国在国际通信标准的参与度上显著提高，已经成为标准制定的主导者之一，特别在5G标准上中国的提案数量比4G时代有了很大的提升，提案的采纳度也在逐渐提高”。

“但是，尽管我国标准提案数量巨大，在标准的必要核心ZL上还不是很多，与提案的数量不成比例，这也反映了我国在基础性研究实力上还不够坚实。”韦乐平说。

谈及影响5G发展的“致命性”软肋，韦乐平认为相对标准而言，我国在实际高端芯片的研究制造上差距还较大，特别是在射频芯片上差距更大，在手机射频前端的份额几乎为零，在毫米波段还没有可商用化的芯片。“这方面不仅需要有相当强度的投入，还需要有很长时间的技术和经验积累才行，必须早下决心，下大决心。”

从技术层面看，5G首先要面对覆盖难的挑战。据韦乐平介绍，由于频段高、覆盖差，必然需要有大量的小基站，靠多天线技术的波束赋形和快速扫描追踪有望明显改善，但能否根除覆盖盲点，仍是一个不确定事件。

另外，滤波器的性能和集成，高速可调激光器的传输速率、距离和成本，网络切片带来的跨域、跨技术、跨平台、跨厂家的端到端的技术和非技术的挑战也不容忽视。