揭秘5G革命的三大板斧
时间：10-02
整理：3721RD
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本次MWC上海以“势在人为”为主题，展示了移动通信技术革命浪潮将如何驱动全球机遇与创新，乃至重塑世界。大会期间，华为5G产品线总裁杨超斌分享了最新的华为5Ｇ技术与垂直行业创新应用进展，于是脑海里浮现出5G的三大革命路线，交织延伸，通向未来。
1 打破上下行不平衡的革命
从1G到4G，蜂窝通信技术都是按单频段进行设计的，FDD频段上下行成对，TDD上下行共用一段频段，总之，手机与基站在上下行方向上是绑定在一起的，不可分割。
但是，这种设计一直存在一个问题——上下行不平衡。
宏基站的发射功率可以达到上百瓦（50dBm），而手机的发射功率仅在毫瓦（20dBm）级别。手机发射功率太小，这是覆盖的短板，限制了小区覆盖范围。为此，我们不得不想办法来弥补覆盖差异，例如孙正义发布高功率终端（HPUE）来改善上行，或者通过增加基站侧天线的接收增益来补偿上行链路。
但到了5G时代，使用的频段越来越高，加上基站侧因规模阵列天线增益（Massive MIMO）、TDD模式下时隙配比差异，将会导致这种上下行覆盖不平衡的现象越发严重，网络投入成本遇到前所未有的挑战。
为此，5G将引入一项新技术——上下行解耦。
因此，在今年的3GPP会议上，华为与业界合作伙伴共同提出了通过上下行解耦，以实现5G 3.5GHz能与现网LTE中低频共站部署同覆盖的目标。
对于上下行解耦，个人的理解是，网络可对上行和下行独立管理，举个例子，一个3.5GHz和1.8GHz同站站点，5G下行通过3.5GHz频段发送数据，而5G上行则通过1.8GHz替代3.5GHz接收数据，这种方式可有效消除3.5GHz上行瓶颈，拓展3.5GHz整体覆盖。该方案主要有两个技术关注点：
1）1.8GHz频段上行主要为LTE使用，如何实现用1.8GHz承载5G上行?
对于1.8GHz上行资源，可通过频谱资源共享实现5G和LTE并存， 由于LTE FDD频段上行资源较为空闲，因此可根据LTE FDD空闲程度灵活分配给5G上行使用，如此在提升3.5GHz整体覆盖的同时还可提升FDD频段的频谱利用率，一举两得。
2）网络和终端如何实现不同频段间的上下行数据解耦?
如果是3.5GHz和1.8GHz同站部署，实现上不同频段的上下行解耦应该不是难事，关键在于上行不同频段间的切换和终端配合，当手机处于3.5GHz上行覆盖区域时，可选择在3.5GHz发送上行数据，当手机脱离3.5GHz上行覆盖时，可选择切换到1.8GHz发送上行数据。相信如果上下行解耦技术一旦在3GPP标准中被定义，终端支持本特性那是迟早的事情。
如果按照上面的理解，假设站点 A为3.5GHz，站点 B为1.8GHz，下行数据通过站点 A传送到终端，而上行数据通过站点 B传送到网络，这样既解决了上行覆盖受限的问题，又最大化利用了频率资源；既享受了3.5GHz高频段下行容量，又解决了高频段覆盖能力不足的问题。
覆盖和网络成本是5G的关键挑战，这不仅解决了覆盖，还极大的节省了基站主设备、土建、租赁成本，可谓一举多得。
在今年年初，华为与业界合作伙伴提出了5G上下行解耦方案，以打破上下行绑定与同一频段的传统限制。该方案一经提出，便在3GPP 5G标准会议上得到行业的广泛支持。 日前，3GPP正在制定详细计划，完成上下行解耦的协议标准化。
2 网络切片革命
蜂窝移动网络从诞生之日起，一直服务于手机。5G面向万物互联，服务多样化，连接数量成指数上升，一方面网络越来越复杂，甚至是拥堵，另一方面，还要灵活敏捷以应对不同特点、需求的网络服务。
网络切片，是蜂窝移动通信史上的一次革命，也是5G的必选项。
5G定义了增强移动宽带（eMBB）、大规模物联网（mMTC）和低时延高可靠物联网（uRLLC）三个不同类型的应用场景，那么同一张网络里至少要灵活实现这三大切片。一个不太恰当的比喻，就像交通分流管理，以缓解城市拥堵。
网络切片是一个端到端的系统工程，涉及到各种繁杂的网络接口配对、并存的新老旧设备、编排与自动化管理等，相当复杂，极具挑战。
北京怀柔5G测试，通过切片+云化的网络架构，华为在同一张网络里同时实现了eMBB、mMTC和uRLLC三大切片。
在此次测试中，100MHz带宽里面基于5G NR、3GPP框架技术，10分钟实现1000多万连接数/2.88MHz，同时用户峰值速率达到了14Gbps，整个网络的时延达到0.4毫秒。这些指标是在一个系统里同时达到的。一些指标已超出ITU定义的指标要求，速率可达到它的3倍，时延低一半，连接数比ITU定义要求多10倍。
3 生态革命
只是速率快，是没有用的。从GPRS的100Kbps到现在的千兆LTE时代，网速提升了万倍，但过去10年，全球运营商的ARPU下降了47%，收入与网速背道而驰，这显然不是可持续发展的趋势。
如果一个行业无法可持续发展，一定是生态出了问题。除了技术创新，5G要保持旺盛的生命力，一场生态革命必须同步进行。5G是为服务不同行业而生，只有广泛与各行业、垂直领域合作，共同激发创新，才能持续为社会创造价值。
以车联网为例，2年前华为就开始与慕尼黑工业大学、德国航空航天中心（DLR）等开展了5G自动驾驶方面的联合研究试验合作，成功实现了自动编队驾驶等未来车联网关键应用场景技术的展示。在本次上海世界移动大会期间，在上海嘉定同济车联网实验区，华为与上海汽车集团、中国移动共同完成基于5G网络的远程驾驶外场测试，其利用5G高清视频实时传送和超低时延，实现50km时速下保障0.1m的刹车距离。
在未来的智能制造领域，5G切片网络要满足机械臂的超低时延协同控制、大规模传感器监控连接、生产辅助系统的增强现实高宽带应用等，连接类型多样化，需求千差万别。
5G是一场革命。它以技术为驱动，从人与人的连接延伸到万物互联，从个人和家庭延伸到社会各个领域，进而为社会经济、生活带来革命性的影响。势在人为，创新突破，5G加速，正在一天天走入我们的生产和生活之中。
1 打破上下行不平衡的革命
从1G到4G，蜂窝通信技术都是按单频段进行设计的，FDD频段上下行成对，TDD上下行共用一段频段，总之，手机与基站在上下行方向上是绑定在一起的，不可分割。
但是，这种设计一直存在一个问题——上下行不平衡。
宏基站的发射功率可以达到上百瓦（50dBm），而手机的发射功率仅在毫瓦（20dBm）级别。手机发射功率太小，这是覆盖的短板，限制了小区覆盖范围。为此，我们不得不想办法来弥补覆盖差异，例如孙正义发布高功率终端（HPUE）来改善上行，或者通过增加基站侧天线的接收增益来补偿上行链路。
但到了5G时代，使用的频段越来越高，加上基站侧因规模阵列天线增益（Massive MIMO）、TDD模式下时隙配比差异，将会导致这种上下行覆盖不平衡的现象越发严重，网络投入成本遇到前所未有的挑战。
为此，5G将引入一项新技术——上下行解耦。
因此，在今年的3GPP会议上，华为与业界合作伙伴共同提出了通过上下行解耦，以实现5G 3.5GHz能与现网LTE中低频共站部署同覆盖的目标。
对于上下行解耦，个人的理解是，网络可对上行和下行独立管理，举个例子，一个3.5GHz和1.8GHz同站站点，5G下行通过3.5GHz频段发送数据，而5G上行则通过1.8GHz替代3.5GHz接收数据，这种方式可有效消除3.5GHz上行瓶颈，拓展3.5GHz整体覆盖。该方案主要有两个技术关注点：
1）1.8GHz频段上行主要为LTE使用，如何实现用1.8GHz承载5G上行?
对于1.8GHz上行资源，可通过频谱资源共享实现5G和LTE并存， 由于LTE FDD频段上行资源较为空闲，因此可根据LTE FDD空闲程度灵活分配给5G上行使用，如此在提升3.5GHz整体覆盖的同时还可提升FDD频段的频谱利用率，一举两得。
▲非华为公开资料，仅个人理解
2）网络和终端如何实现不同频段间的上下行数据解耦?
如果是3.5GHz和1.8GHz同站部署，实现上不同频段的上下行解耦应该不是难事，关键在于上行不同频段间的切换和终端配合，当手机处于3.5GHz上行覆盖区域时，可选择在3.5GHz发送上行数据，当手机脱离3.5GHz上行覆盖时，可选择切换到1.8GHz发送上行数据。相信如果上下行解耦技术一旦在3GPP标准中被定义，终端支持本特性那是迟早的事情。
▲非华为公开资料，仅个人理解
如果按照上面的理解，假设站点 A为3.5GHz，站点 B为1.8GHz，下行数据通过站点 A传送到终端，而上行数据通过站点 B传送到网络，这样既解决了上行覆盖受限的问题，又最大化利用了频率资源；既享受了3.5GHz高频段下行容量，又解决了高频段覆盖能力不足的问题。
覆盖和网络成本是5G的关键挑战，这不仅解决了覆盖，还极大的节省了基站主设备、土建、租赁成本，可谓一举多得。
在今年年初，华为与业界合作伙伴提出了5G上下行解耦方案，以打破上下行绑定与同一频段的传统限制。该方案一经提出，便在3GPP 5G标准会议上得到行业的广泛支持。 日前，3GPP正在制定详细计划，完成上下行解耦的协议标准化。
2 网络切片革命
蜂窝移动网络从诞生之日起，一直服务于手机。5G面向万物互联，服务多样化，连接数量成指数上升，一方面网络越来越复杂，甚至是拥堵，另一方面，还要灵活敏捷以应对不同特点、需求的网络服务。
网络切片，是蜂窝移动通信史上的一次革命，也是5G的必选项。
5G定义了增强移动宽带（eMBB）、大规模物联网（mMTC）和低时延高可靠物联网（uRLLC）三个不同类型的应用场景，那么同一张网络里至少要灵活实现这三大切片。一个不太恰当的比喻，就像交通分流管理，以缓解城市拥堵。
网络切片是一个端到端的系统工程，涉及到各种繁杂的网络接口配对、并存的新老旧设备、编排与自动化管理等，相当复杂，极具挑战。
北京怀柔5G测试，通过切片+云化的网络架构，华为在同一张网络里同时实现了eMBB、mMTC和uRLLC三大切片。
在此次测试中，100MHz带宽里面基于5G NR、3GPP框架技术，10分钟实现1000多万连接数/2.88MHz，同时用户峰值速率达到了14Gbps，整个网络的时延达到0.4毫秒。这些指标是在一个系统里同时达到的。一些指标已超出ITU定义的指标要求，速率可达到它的3倍，时延低一半，连接数比ITU定义要求多10倍。
3 生态革命
只是速率快，是没有用的。从GPRS的100Kbps到现在的千兆LTE时代，网速提升了万倍，但过去10年，全球运营商的ARPU下降了47%，收入与网速背道而驰，这显然不是可持续发展的趋势。
如果一个行业无法可持续发展，一定是生态出了问题。除了技术创新，5G要保持旺盛的生命力，一场生态革命必须同步进行。5G是为服务不同行业而生，只有广泛与各行业、垂直领域合作，共同激发创新，才能持续为社会创造价值。
以车联网为例，2年前华为就开始与慕尼黑工业大学、德国航空航天中心（DLR）等开展了5G自动驾驶方面的联合研究试验合作，成功实现了自动编队驾驶等未来车联网关键应用场景技术的展示。在本次上海世界移动大会期间，在上海嘉定同济车联网实验区，华为与上海汽车集团、中国移动共同完成基于5G网络的远程驾驶外场测试，其利用5G高清视频实时传送和超低时延，实现50km时速下保障0.1m的刹车距离。
在未来的智能制造领域，5G切片网络要满足机械臂的超低时延协同控制、大规模传感器监控连接、生产辅助系统的增强现实高宽带应用等，连接类型多样化，需求千差万别。
5G是一场革命。它以技术为驱动，从人与人的连接延伸到万物互联，从个人和家庭延伸到社会各个领域，进而为社会经济、生活带来革命性的影响。势在人为，创新突破，5G加速，正在一天天走入我们的生产和生活之中。