爱立信：5G标准趋向统一
11月13日特稿(李明)移动通信技术的升级换代速度之快不禁让人感叹——由于用户对于移动通信网络速率的需求没有最快、只有更快，因此，当4G LTE刚刚开始在全球开花结果之时，面向2020年及未来商用的第五代移动通信技术(5G)的研发已经踏上征途。
那么，在4G方兴未艾之时发展5G的驱动力来自何处呢？至关重要的5G标准之争最终将花落谁家？未来5G的部署将面临哪些挑战？扮演移动通信网络建设主力军角色的设备商又将在5G时代上演怎样的巅峰对决呢？对此，在“2014爱立信商业创新论坛”期间，爱立信的多位高管在接受C114采访时，与我们分享了爱立信对于5G时代的洞察与展望。
网络社会驱动5G渐行渐近
自2009年12月北欧运营商TeliaSonera正式在瑞典的斯德哥尔摩以及挪威的奥斯陆启动全球首个LTE商用网络以来，LTE作为移动通信史上发展最快的一种技术已经在全球范围内遍地开花。据GSA(全球移动设备供应商协会)统计数据显示，截至2014年第三季度，全球已经有112个国家和地区的331张LTE网络投入商用，预计到今年年底全球LTE商用网络数量将超过350张。
可见，虽然LTE取得了飞速发展，但目前全球也只有部分运营商完成了向LTE的演进，此时就研发5G的市场驱动力来自哪里呢？爱立信高级副总裁兼首席技术官艾华信(Ulf Ewaldsson)指出，当前，各行各业正在前赴后继地数字化，在其产品上应用越来越多的软件。显而易见，网络社会以及爱立信关于2020年全球将有500亿连接设备的愿景正在慢慢变成现实。同时，智能手机的增长势头持续强劲，全球范围内智能手机的持有量已经超过20亿台。我们还发现，网络流量越来越以媒体为导向，事实上今天全球网络流量中超过40%都是视频。
“上述这些趋势，为我们探索未来网络及其潜力创造了机会。很多新的用例不断涌现，它们将终端、设备和各种各样的事物连接起来，这些连接对网络提出了新的要求，也需要比以往更多样的解决途径。极端用例包括高度集中的媒体分发、自动驾驶汽车、海量传感器采集信息、远程手术等等，类似这些用例正对网络提出新的要求，网络的响应、速度以及处理大量设备的能力均需跨上一个新的台阶，这就是为什么我们认为有必要提出新一代网络的概念。”艾华信认为，这将是一个逐步演进的旅程，在这一旅程中，我们将用移动通信把现有的所有网络整合到一个平台上，吸引各行各业都想要来连接这个平台，在这个平台上连接云、智能手机以及我们周围的所有设备。
正如艾华信所言，网络社会的发展将带来移动数据流量的激增。据爱立信预计，在未来十年中数据流量将增加1000倍；同时，互联设备将呈现巨量增长，物联网和其他新型创新应用的出现将催生数百亿个互联设备出现，到2020年将有500亿的设备连接，并产生前所未有的多样性要求和与无线连接性相关的应用场景；此外，由于设备数量的增加，应用场景的多样性和需求的多样性将必然要求下一代移动通信技术具有更多更先进的功能性，需要更有效、舒适和安全地接入和共享信息，并通过提高容量、能效、频谱使用效率等方面来进行。上述所有的市场特点和需求，使得面向未来移动通信环境和需求的5G研究应运而生。
新思维模式的演进
作为下一代移动通信技术，5G旨在满足更高端更复杂的性能需求。而在爱立信看来，5G代表了一种新的思维方式，包含创新的网络设计，用于部署机器类通信(MTC)。此外，5G网络还能有效支持拥有各类运行参数的应用，并为服务的部署提供更大的灵活性。简言之，5G技术是网络社会的关键推动因素。
5G的目标是提供无限的信息接入，并且能够让任何人和物随时随地共享数据，使个人、企业和社会受益。一方面，5G网络不仅会达到新的性能水平，还将利用额外的频谱，实现大规模的机器型通信，5G将为应用专属网络的建设提供灵活性；另一方面，受益于虚拟化的5G网络将帮助运营商实现差异化，通过可以最大化设备休眠周期和最小化电池使用的智能通信，随时调整性能水平，以适应客户和应用随时随地的要求。
那么，如何才能实现5G呢？对此，业界普遍达成共识，下一代移动通信网络是演进而不是革命，与前几代技术一样，5G也是一组演进的网络技术。爱立信认为，与前几代技术相比，5G远非需要大量设备升级的新技术，而是基于电信系统现有的成熟程度，演进无线接入、云和核心技术，并增加一些新的互补技术，以满足拥有不同运行要求和数千种用例的更多种通信、设备和设备类型。
开发5G技术还需要考虑通信能力、数据吞吐量、数据完整性、延迟、能耗、技术融合、智能通信等关键参数；同时，若想满足未来5G的服务需求仍然需要更多的频谱，提高6GHz以下频谱的利用率虽有所帮助，但只有利用更高的频段(10GHz及以上)，才能开发更多的频谱资源，利用更高的频段是建立5G超宽传输带宽的关键。此外，软件定义网络(SDN)、网络功能虚拟化(NFV)、自修复网络(SON)等均被认为是5G的潜在关键技术。
5G研发大幕开启
但是目前，系统和设备需要满足怎样的性能水平和要求才能标榜自己是5G技术，对此业界尚没有精确定义。也正因为如此，5G研究开发的大幕已经在全球开启，包括欧盟METIS、中国IMT-2020(5G)推进组、韩国5G论坛、日本ARIB等5G研究组织已经开始在5G愿景、需求、目标、能力、关键技术、标准化和频谱等方面进行前瞻性研究。
其中，欧洲在5G研究开发方面已经先行一步。2012年，欧盟推出全球首个大规模国际性5G科研项目METIS (“构建2020年信息社会的无线通信关键技术”)项目，旨在通过构建下一代移动和无线通信系统(5G)的基石，以应对2020年及未来所面临的网络社会挑战。2013年，欧盟又宣布为5G技术研发拨款5000万欧元，进一步激起世界各国对5G技术的浓厚兴趣。近日又有消息称，欧盟将提供17亿欧元资助5G研究。
METIS研究5G的技术目标是使移动数据流量增长1000倍；典型用户数据速率提升100倍，速率高于10Gbps；联网设备数量增加100倍；低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间增加10倍；端到端时延缩短5倍。
另据了解，2013年2月，中国的工信部、发改委和科技部联合推动成立了IMT-2020(5G)推进组，组织架构基于原IMT-Advanced推进组，成员包括中国主要的电信运营商、制造商、高校和研究机构等国内移动通信领域产学研用的主要力量，是推动中国5G技术研究及开展国际交流合作的主要平台。2014年5月，IMT-2020(5G)推进组发布了推进组第一份5G白皮书——《5G愿景与需求白皮书》的中英文版，该白皮书指出，5G需要具备比4G更高的性能，支持0.1～1Gbps的用户体验速率；每平方公里一百万的连接数密度；毫秒级的端到端时延；每平方公里数十Tbps的流量密度；每小时500Km以上的移动性和数十Gbps的峰值速率。同时，5G还需要大幅提高网络部署和运营的效率，相比4G，频谱效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。
标准应融合统一
可是，来自全球不同国家和地区的5G研究组织同时在5G研发上发力甚至是竞争，会不会导致未来5G的标准难以统一呢？对此，作为69项获批专利发明者的爱立信副总裁兼研究院院长Sara Mazur表示，“我们都希望最后能够形成一个全球统一的5G标准。”
在移动通信行业，由于制定标准的组织本身就是全球化的，所以拥有的标准都是全球化的标准，来自欧洲、中国、韩国、日本、美国等国家和地区的厂商都参与到全球化的标准组织中。Sara Mazur指出，“2G、3G时代确实有几个相互竞争的标准，但最终业界意识到生态系统的规模是最重要的。而一个统一的全球标准对于终端用户来说一定是更好的，它有利于扩大生态系统、产生更多创新的终端和服务、更便于用同一部手机在全球漫游，4G就是一个统一的标准，因此我们最终的目的是要形成一个统一的5G标准。”
即便是全球移动通信技术的领导者，爱立信也并不认为仅凭一己之力就能促成5G标准在全球的统一。“在很大程度上，全球统一的5G标准的形成不仅包含来自爱立信的贡献，也需要华为等其他公司的贡献，只有大家都做出自己的贡献，然后达成共识才能形成统一的标准。”Sara Mazur表示，“从技术研究角度而言，爱立信参与了在中国的5G研究项目，我们在中国的竞争对手也参与了欧盟的5G研究项目。最终，我们会把各自从研究项目中积累的知识汇聚在一起来制定5G标准，现在开展的就已经是一个跨越国境的合作以确保共识，这是行业内的主流厂商所认同的一个理念，我们都希望最后能够形成一个全球统一的5G标准。”
谈及5G的演进时间表，Sara Mazur称，关于5G标准，我们目前还处于研究阶段，5G的标准化工作还没有开始。接下来，国际电联ITU要确定5G的具体要求，这将在2015到2016年完成，然后ITU将用两年左右的时间确定候选要求，确定哪些技术可以被称为5G。与此同时，3GPP的标准化工作也在推进。现在的计划是到2020年实现5G系统的全面成熟，具体时间表还是国际电联ITU制定。
据了解，在2020年之后真正实现5G商用，这一目标实现的时间节点已被业界广泛认同。其中，METIS已经初步制定了5G演进路标：2012年到2015年，METIS将探索5G网络新架构、基本原理和系统概念；2015年到2018年，METIS将进行5G系统优化/标准化/试验，以及5G基本原理的进一步研发；2018年到2020年，进入到实施阶段，使5G进入试商用；预计2020年以后使5G系统可以实现商用。
当然，在2020年之前，业界不能只是静待5G时代的到来，而是需要全力推动现有网络的演进，促成5G网络的早日实现。目前，业界的主流厂商已经踏上了5G研发的征途。今年7月，爱立信在一项5G研究测试中已经实现了5.8Gbps的峰值传输速率。此外，爱立信还助力NTT DOCOMO开展5G网络试验，基于15GHz频段的5G试验将展示高达10Gbps的超高数据传输速率。
除了爱立信，华为、中兴、大唐、上海贝尔、诺基亚、三星等公司也在5G研发方面展开积极布局。那么，如果未来5G的标准走向融合统一，设备商的优势将如何体现呢？Sara Mazur表示，“未来的5G时代，爱立信当然希望保持领先地位，但这不是通过标准上的差别实现的，因为业界都希望建立一个全球统一的标准；设备商的差异化优势将体现在基于同样的标准之下，如何打造卓越的产品性能和网络性能上，包括产品的制造、功能、性能、可操作性等等，这些都是体现设备商优势的地方。”
5G时代可能仅剩3-4家设备商
谈及5G时代的设备商市场竞争格局，作为电信设备市场百年老店的老板，爱立信总裁兼首席执行官卫翰思(Hans Vestberg)在接受C114采访时指出，2G时代全球有14、15家设备商，到3G时代只有6、7家设备商，到4G时代仅有5家左右设备商，而5G时代可能只有3-4家设备商留在市场上。行业内的厂家越来越少，这是因为移动通信是非常复杂的技术，需要大量研发的投入。
到了5G时代，运营商和设备商都将认识到，需要利用过往2G/3G/4G网络部署所基于的标准技术，而不是完全抛开历史去发明一种全新的5G技术。如果需要从头开始建设网络，从头设计新的手机，规模效应将不复存在。
“尤其是当只有3-4家设备厂商留在市场上时，我们需要合作探讨下一代技术应该如何选择标准。全球移动用户数之所以能够达到72亿之巨，就是因为我们在向统一的标准融合，所以我非常希望5G时代融合的标准能够推行。”卫翰思强调，电信产业不是保护专利，而是分享专利，通过分享专利才能降低成本、扩大市场、让更多的人可以获得互联网接入，从而改变自己的生活。目前，所有大的手机制造商和基础设施厂商都与爱立信签署了专利交叉许可。
“5G在我眼中是一个巨大的演进过程，会涌现出不同的新应用场景，新的行业需求一定不会像普通消费者那么简单，会有很多不同行业的专业人士将需要5G网络的可靠性去开展业务，会有不同的对网络的需求逐渐提出来。而当涉及到频段的使用就更复杂了，我们需要保证以最佳的方式利用频段。”卫翰思表示，“5G是非常复杂的技术，同时5G一定会是一个演进的过程。目前爱立信正在和不同的5G研发组织合作，在不同的国家投资，与客户、学术界和其他设备商一起合作来开发5G标准。我们的要求是一个统一的5G标准，我们整个行业都希望如此。”