□ 文 陈丰伟

2018年6月,5G独立组网(SA)标准冻结,加之去年12月完成的非独立组网(NSA)的5G NR规范,意味着3GPP已经完成全球5G标准第一阶段工作,为明年商用部署做好了准备。在标准冻结十天之后,包括运营商、系统设备商乃至全球产业链齐聚MWCS(2018世界移动大会-上海),集体重点释放5G信号,如同5G版的《速度与激情》大片上演。

5G的速度体现在两个方面:

第一方面是5G对于信息传输能力在时间、空间、可靠性等方面的全面提升。5G面向用户和场景定义三大应用场景:(1)首先是eMBB,直译为“增强移动宽带”,就是以人为中心的应用场景,集中表现为超高的数据传输速率,广覆盖下的移动性保证等。未来几年,用户数据流量将持续呈现爆发式增长(年均增长率47%),而业务形态也以视频为主(78%),在5G的支持下,用户可以轻松享受在线2k/4k视频以及VR/AR视频,用户体验速率可提升至1Gbps(4G最高实现10Mbps),峰值速度甚至达到10Gbps。(2)其次是uRLLC,直译为“高可靠低时延连接”。在此场景下,连接时延要达到1ms级别,而且要支持高速移动(500KM/H)情况下的高可靠性(99.999%)连接。这一场景更多面向车联网、工业控制、远程医疗等特殊应用,其中车联网市场潜力巨大,5G时代这块蛋糕将达到6000亿美元,而通信模块在其中占比超过10%,这些应用的安全性要求极高。(3)最后是mMTC,直译为“海量物联”,5G强大的连接能力可以快速促进各垂直行业(智慧城市、智能家居、环境监测等)的深度融合,连接将覆盖人们生活的方方面面,终端成本更低,电池寿命更长且连接可靠性更高。

5G的速度离不开新的关键技术:(1)提升传输能力的关键——大规模天线(MassiveMIMO):这一技术通过使用多根智能天线(设备端或基站端),发射或接受更多的信号空间流,能显着提高信道容量;而通过智能波束成型,将射频的能量集中在一个方向上,可以提高信号的覆盖范围。理论上5G NR可以在基站端使用最多256根天线,而通过天线的二维排布,可以实现3D波束成型,从而提高信道容量和覆盖。(2)好钢用在刀刃上——重点区域超密集组网:随着数据流量的不断增长,而数据业务又主要分布在室内或热点区域,这就需要通过超密集组网来提升空间复用度,从而满足未来5G的流量需求。据预测,在未来宏基站覆盖的区域中,各种无线接入技术的小功率基站部署密度将达到现有站点密度的10倍以上。超密集部署场景下,由于各个发射节点间距较小,网络干扰将不可避免,主要类型有:同频干扰、共享频谱资源干扰、不同覆盖层次间干扰、邻区终端干扰等。在现实场景下,如何有效进行节点协作、干扰消除、干扰协调成为需重点解决的问题。(3)高度决定视野——高频通信:5G 技术首次将频率大于24GHz以上频段(通常称为毫米波)应用于移动宽带通信。大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量,这将重塑移动体验。

第二方面是5G到来的速度比想象的要快。5G三大场景最先具备商用条件的首先是eMBB,用户使用这个场景,现在手中的4G手机需要更换为5G手机。近日,不断有手机厂商披露首批5G手机上市时间,甚至都号称自己将率先上市。从行业和专业角度审视,5G手机在中国正式上市商用不会“一蹴而就”,可以说还需要过很多“坎”。这些“坎”包括监管、网络、终端等诸多因素,相信过了这些“坎”,5G就真的到来了。

一、国家监管层面三道“坎”

1、5G频率分配。国内三大运营商开通5G网络和业务需要使用国家批准的5G频率,到目前最终的分配方案还在讨论中。只要频率没有分配,网络无法正式开通,手机是无法商用的。

2、5G牌照发放。只有国家给运营商颁发了5G牌照,才能具备5G业务商用的条件。当然按照惯例,也有可能先颁发“试商用”牌照,也有可能直接颁发商用牌照,在中国不“持证上岗”是不行的。

3、入网许可。手机在中国市场上市必须具备“三证”(3C证、型号核准证、入网许可证),3C证相对简单,型号核准证与前面讲的“频率分配”紧密相关,入网许可证就比较复杂了。先要有国家颁发的相关产品规范、测试规范等,完成一系列检测后颁发入网许可证。按照惯例,对于“试商用”产品可能相对宽松一些。

二、运营商层面两道“坎”

1、网络进展:2018年三大运营商分别进行10-20个城市的实验网建设,预计2019年试商用。但是试商用的规模、开通基站数量、覆盖范围、承载终端类型等都不是很明确。没有网络则手机“英雄无用武之地”。

2、入网测试:国家有三证的要求,同时运营商还有不同“定制”要求,有了定制规范(或者白皮书)还要有测试规范,厂商按照定制规范和测试规范开发产品后,需要将产品送到运营商进行实验室和现网测试,测试通过后才能得到运营商的“渠道”支持。

三、行业协作层面两道“坎”

1、先有标准后有芯片:组网的标准刚刚冻结,细化落实到芯片定版批量供货还需要时间,只有各种标准齐全,真正的5G芯片才能生产出来。目前具备5G芯片研发能力只有高通、华为、MTK、英特尔等极少数的芯片商,因此这种高度垄断下,其实上市时间点的话语权集中在芯片商手中。

2、有了芯片才有手机:芯片商提供了5G芯片以后,手机厂商才能完成手机的配套设计,在设计过程中需要芯片商深度的介入帮助,因此行业上有“5G手机哪个品牌先上市是由芯片商说了算的”这种说法。实际意思就是芯片商对哪个手机品牌商支持力度大,这个品牌就会有“先发优势”。

上述列举是最基本的刚性的“坎”,除此之外,其实还有其他一些繁琐的“坎”,比如测试仪表到位、芯片和产品产能爬坡、渠道销售、用户体验等。

从目前看,行业和市场对5G充满了前所未有的“激情”,自然有其中原因:

一、5G手机上市时间点预测。根据各方面进展情况预测,2019年年中左右会有试商用5G手机小批量上市,相对成熟的批量5G手机预计2019年底上市,品牌和型号丰富的5G手机预计从2020年上半年开始逐步替代4G手机。

二、第一批5G手机市场还是“大户人家”的战场。与3G和4G不同,之前都是国外先建网,国外手机先上市,而5G时代,中国5G手机将同步或领先于国外市场,从产品研发难度和芯片商支持角度分析,第一批上市的5G手机将是目前市场排名TOP10或TOP5品牌为主(但是据预测iPhone的5G手机大概在2020年上市),国产品牌为主。

三、5G手机确实广受关注。随着4G成熟期的到来,智能手机产品迭代变慢,对用户吸引力不足,产品差异化较少,智能手机销量在保持了数年的增长之后,2017年开始销量下滑。手机行业亟需5G这支“强心剂”,提高产品竞争力和差异化,形成新的“换机潮”。

四、国内消费者对5G手机有“激情”。“5G”将是智能手机的显性卖点,率先拥有5G手机的用户除了能在5G覆盖区域享受到更高速更优质的网络体验,更拥有了“炫耀”的资本,因此对于硬件卖点雷同的4G和5G手机,4G手机很难再热销。

目前中国三大运营商已经开足马力,全力准备5G,以中国联通为例,中国联通结合5G网络部署节奏,聚焦重点垂直行业,联合合作伙伴共同开展基于5G技术的行业应用示范及落地。在16个5G试点城市搭建实验网并开展全面的业务试验。积极面向“AR/VR”、“无人机”、“智慧工场”、“车联网”等方面进行生态布局。联合腾讯、百度、中科院成立“5G联合创新实验室”,联合BAT及产业链合作伙伴启动“5G网络切片合作伙伴计划”。发布了《中国联通5G网络切片白皮书》、《5G多模多频终端白皮书》等六本5G白皮书,同时也将在2019年推出5G终端。

其实对于5G时代的到来,5G手机上市只是对4G手机的迭代升级,是一个可见的“金矿”。与过去的移动通信时代不同,5G时代除了个人移动场景以外,更多的机会是IoT,并将对产业链上下游带来更多的挑战和机遇。■