5G标准已出 软肋犹存

首个商用5G标准的发布为5*业的研发奠定了良好的基础。

5G可能成为我们可能看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一次进化，也是一场从智能设备、无线技术、接入网络、核心网络到云的跨行业革命。

■我们的记者龚晓利

在最近举行的第三代合作伙伴计划第80次会议上，发布了5G NR标准SA(独立网络)方案，并发布了第一个商业5G标准。5G时代离我们更近了一步，这无疑是个好消息。毕竟，使用5G网络的峰值，下载8GB电影只需要6秒钟，而在4G网络下，最快需要7到8分钟。

除了最直观的感受之外，5G可能成为我们可能看到的最有影响力的技术变革之一，因为它不仅是通信技术的进化，也是从智能设备、无线技术、接入网络、核心网络到云的跨行业革命。

独立网络版标准意味着5G无线接口和核心网络接口实现全新的端到端业务承载能力，这也为垂直行业应用带来了机遇。然而，另一方面，“冻结的标准仍然属于R15版本，这是第一阶段基本版本的5G标准。”工业和信息化部通信科学技术委员会常务副主任、中国电信科学技术委员会主任魏乐平在接受《中国科学报》采访时表示，5G的推广和应用无论在技术上还是在市场上都面临着不小的挑战。

真正的5G网络

2017年底，第一版5G非独立网络(NSA)标准被正式冻结。与NSA相比，冻结的SA标准不再是4G网络的补充和增强，也不是4G的演进分组核心网。相反，它采用了全新的5G核心网络，并具有一系列体现5G特征的功能:网络切片、MEC(移动边缘计算)、服务架构等。

“冻结的独立网络服务协议标准应该说是一个真正的5G网络，能够体现5G的特性。”魏乐平在解释5G网络的进展时强调。

“从5G技术本身来看，它的特点是支持大带宽、低时延、灵活性和对移动互联网等场景的适应性。”中国信息与通信研究院副院长王志勤最近在2018年国际移动通信技术-2020 (5G)峰会上表示。“5G支持全新的网络架构。通过使用网络切片、边缘计算等技术，可以为不同行业的用户配置整体网络资源，实现差异化的应用场景和性能提升。”

虽然本标准的制定将极大地促进行业的发展，但冻结标准仍属于R15版本，与5G标准R16的第二阶段完整版本仍有很大差距。

在3GPP会议上定义了三种5G场景:增强型移动宽带(eMBB)、超高可靠性和超低延迟通信(uRLLC)和大连物联网(mMTC)。魏乐平解释道:“冻结标准主要是针对可能首先应用的eMBB商业场景，加上一些低延迟和高可靠性的物联网应用场景，而R16将专注于完成高可靠性和低延迟的垂直应用——物联网，这是5G真正差异化的新业务。”

“R16的标准工作至少需要15个月才能完成，要到2019年9月才能完成。”魏乐平接着说道。

发展的车轮已经开始。5G标准设定的高速、高容量、低延迟和大规模连接密度的目标，以及描绘的几个关键应用场景，给电信行业带来了许多新的机遇。魏乐平表示，就eMBB场景而言，可能的应用包括4K高清视频、虚拟现实、增强现实、远程咨询、远程教育等。就uRLLC场景而言，可能的应用包括工业控制、配电自动化、无人机控制、V2X自动驾驶应用等。就mMTC场景而言，可能的应用包括智能城市、智能家庭、工业信息化、智能物流等。“随着实际网络的部署和工业应用的扩展，可能会出现更多有潜力的应用，这需要很大的想象力。”

这是关键的一年。

“5G第一版标准的发布为5G行业的研发奠定了良好的基础。现在是该行业全力研发的关键时刻。”王志勤说。

技术本身不是5G发展背后的驱动力，而是需求。王志勤表示，行业应用是5G成功的必要条件，IMT-2020(5G)推广团队也在大力推广垂直行业应用。

此外，5G推进集团成立了一个应用工作组，专注于一些领先领域和工业领域，包括高清视频、增强现实/虚拟现实、无人机、电力工业、*系统等领域。“目前，我们已与这些行业进行了深入对接，将行业需求映射到5G网络的切片、资源配置和具体实现方式，并通过设施和应用示范结合实验进一步推广。”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。“无线通信网络将在智能汽车的安全和商务方面发挥关键作用，包括智能汽车与人、汽车、道路、云服务等之间的互动。”中国科学院自动化研究所前副研究员、无人驾驶专家黄武灵告诉《中国科学日报》记者。

黄武灵表示，5G可以在不依赖广域网覆盖的情况下完成车间和道路之间的通信。目前，直接通信覆盖范围可达1公里以上，高速高密度通信时延小于20毫秒。“要实现V2V(车对车)和V2I(车对基础设施)通信，速度和容量是交叉的，这对自动驾驶的安全性至关重要。例如，无人驾驶车辆的远程操作和维护人员可以根据现场条件和车辆诊断信息实时评估和接管车辆控制，以避免事故发生。”

此外，5G网络的安全性和连通性也是它的商机。在自动驾驶汽车上，人们需要更多的娱乐和交流。5G可以满足提供更高带宽的需求。

“现阶段，我们需要就5G技术规格达成全面共识，以解决技术不确定性。”黄武灵表示，例如，中国芯片制造商应加快推出适合车载环境的计算和通信芯片，网络运营商应决定如何升级和部署新的基站，以适应智能互联网车辆的交通环境。商业运营公司可以与自动驾驶汽车公司携手确定并扩大在驾驶安全、数据处理和数据管理领域的合作，并简化其数据连接、数据存储和数据分析的控制流程，从而降低商业成本，并使用户能够升级到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，“希望通过业界的共同努力，在今年实现5G系统的商业化和商业化前的使用”

中国仍有“致命”弱点

5G向我们展示了光明的前景，同时也向我们展示了许多挑战。

在国家03计划的特别支持下，中国已经在通信标准的软件实力上处于领先地位。这也得到魏乐平的肯定，“目前中国参与国际通信标准的程度显著提高，已经成为领先的标准制定者之一。尤其是在5G标准方面，与4G时代相比，中国的提案数量大幅增加，提案的采纳也在逐渐增加。”

“然而，尽管中国有大量的标准提案，但标准中并没有太多的核心专利，这与提案的数量不成比例。这也反映出中国在基础研究方面不够强大。”魏乐平说。

对于影响5G发展的“致命”弱点，魏乐平认为，与标准相比，我国实际高端芯片的研发和制造还有很大差距，尤其是射频芯片，在手机射频前端的份额几乎为零，没有商用毫米波芯片。“这不仅需要大量投资，还需要长期积累技术和经验。我们必须尽早做出重大决定。”

从技术角度来看，5G必须首先面对难以覆盖的挑战。魏乐平认为，由于频带高、覆盖差，必须有大量的小基站。基于多天线技术的波束形成和快速扫描跟踪有望得到显著改善，但能否消除覆盖盲区仍是个未知数。

此外，滤波器的性能和集成、高速可调谐激光器的传输速率、距离和成本，以及网络切片带来的跨域、跨技术、跨平台和跨制造商的端到端技术和非技术挑战也不容忽视。

从市场角度来看，什么应用必须使用5G？还不确定。业界所期待的物联网应用在不久的将来能够在业务收入中发挥重要作用，这并不乐观。垂直行业对5G的热情仍停留在纸面上。

从投资回报的角度来看，中国将在2015年开始建设4G。现在网络负载仍然很轻，5G将在2020年建成。仅在五年内，它不太可能收回4G投资。第二，5G的频带较高，基站较多(至少是1.8G的2倍)，基站昂贵(目标是减少到4G的2倍)，功耗较高(4G的7倍)，因此大大增加了投资。运营商可以承受多大的投资增长，哪些服务可以弥补投资增长？魏乐平说，“这些目前还不清楚。交通收入没有多大希望。从中期和近期来看，垂直行业的物联网收入也不可靠。在技术和业务上仍需突破，否则投资周期将会延长。”。

《中国科学新闻》(2018-06-28，第5版《技术与经济周刊》)