1月17日，華為創(chuàng)始人兼CEO任正非在接受媒體采訪時(shí)說(shuō)：

“5G實(shí)際上被夸大了它的作用，也被更多人夸大了華為公司的成就……實(shí)際上現(xiàn)在人類社會(huì)對(duì)5G還沒(méi)有這么迫切的需要……不要把5G想象成海浪一樣，浪潮來(lái)了，財(cái)富來(lái)了，趕快撈，撈不到就錯(cuò)過(guò)了。5G的發(fā)展一定是緩慢的?！?/p>

此前一段時(shí)間內(nèi)，“5G”是輿論場(chǎng)的“寵兒”，儼然被塑造成了萬(wàn)能的“救世主”形象，似乎5G引領(lǐng)的未來(lái)已經(jīng)觸手可及;更有很多人對(duì)中國(guó)的5G發(fā)展高度樂(lè)觀，“中國(guó)是5G領(lǐng)跑者”、“中國(guó)主導(dǎo)5G時(shí)代”等觀點(diǎn)傳播甚廣。

而任正非的話讓人不得不反思：5G是否只是看上去十分美好?

同時(shí)我們也看到，美國(guó)運(yùn)營(yíng)商對(duì)5G并不感冒，美國(guó)總統(tǒng)特朗普的團(tuán)隊(duì)甚至考慮由政府主導(dǎo)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè);而中國(guó)方面的運(yùn)營(yíng)商似乎也并沒(méi)有表現(xiàn)出人們想象中那樣高的興趣。

抽絲剝繭，對(duì)于5G，看法不能流于表面。

5G技術(shù)發(fā)育到底到了什么水平?實(shí)際商用的效果怎樣?人們對(duì)5G究竟有無(wú)迫切的需求?中國(guó)在5G領(lǐng)域的實(shí)力和地位，是不是真的可言“主導(dǎo)”?熱議之下，庫(kù)叔來(lái)冷靜地講一講。

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現(xiàn)有5G技術(shù)沒(méi)有那么神奇

當(dāng)年的一場(chǎng)“聯(lián)想投票門”，引起輿論的巨大關(guān)注，但也造成了很多人的誤解。比如把“編碼”炒得過(guò)熱，甚至把LDPC和Polar(5G編碼技術(shù))等同于5G標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，編碼只是5G關(guān)鍵技術(shù)之一，而且在提升傳輸效率上還稱不上最關(guān)鍵的技術(shù)。

那么，5G關(guān)鍵技術(shù)有哪些呢?請(qǐng)看下圖。

(圖為5G關(guān)鍵技術(shù))

就調(diào)制、編碼、多址、組網(wǎng)、多天線等方面看，很多是沿用老技術(shù)，而一些新技術(shù)不成熟、不可用，或者傳輸增益有限。

先來(lái)看編碼，被熱炒的LDPC和Polar，對(duì)系統(tǒng)效率的提升其實(shí)并不明顯。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，其主要意義在于實(shí)現(xiàn)了一個(gè)理論極限，代表了人類對(duì)自然界探索的里程碑，而對(duì)實(shí)用效率的提升意義有限。

再看多址接入方面，多址是移動(dòng)通信的核心技術(shù)領(lǐng)域，第一代到第四代移動(dòng)通信(即1G到4G)分別采用了FDMA、TDMA、CDMA和OFDM技術(shù)?，F(xiàn)在5G多址技術(shù)的主流看法是NOMA(國(guó)內(nèi)外設(shè)備商的各種五花八門命名的技術(shù)都是NOMA的修改版本)。

新的技術(shù)意義何在?

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹：

NOMA(非正交多址接入)是NTT Docomo于2014年9月首先倡導(dǎo)的。其思想是發(fā)射端不同的用戶分配非正交的通信資源。在正交方案當(dāng)中，如果一塊資源平均分配給N個(gè)用戶，那么受正交性的約束，每個(gè)用戶只能夠分配到1/N的資源。NOMA擺脫了正交的限制，因此每個(gè)用戶分配到的資源可以大于1/N。在極限情況下，每個(gè)用戶都可以分配到所有的資源，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的資源共享。

雖然理想很豐滿，但經(jīng)數(shù)學(xué)證明，NOMA路線的頻譜效率增益嚴(yán)格為零。

類似情況在4G時(shí)代也發(fā)生過(guò)。

在4G標(biāo)準(zhǔn)制定中，愛(ài)立信主推的SC-FDMA作為L(zhǎng)TE的上行多址方案，是OFDM的一種變體。愛(ài)立信宣稱該方案能夠降低峰均比，降低對(duì)終端功放的要求。然而，之后的研究和實(shí)踐表明，SC-FDMA所帶來(lái)的對(duì)導(dǎo)頻設(shè)計(jì)的負(fù)面影響，甚至超過(guò)它的帶來(lái)的好處，其綜合性能還不如OFDMA簡(jiǎn)單的削波方案。但即便如此，愛(ài)立信通過(guò)自身影響力，將SC-FDMA納入了4G通信標(biāo)準(zhǔn)專利。這種做法雖然增加了愛(ài)立信公司在4G標(biāo)準(zhǔn)的話語(yǔ)權(quán)，能夠收到更多專利費(fèi)，但卻拉低了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

再看多天線技術(shù)。5G宣傳的是超多天線技術(shù)(mass MIMO)。MIMO(多天線技術(shù))是最近20多年的熱門議題，確實(shí)是有潛力的，是提高通信能力的一個(gè)方向。但通過(guò)多年研究發(fā)現(xiàn)，仍然難以實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的實(shí)用轉(zhuǎn)化，未能實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。

至于原因，其實(shí)不難理解。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，多天線技術(shù)最初從軍事雷達(dá)領(lǐng)域而來(lái)，但轉(zhuǎn)入民用則面臨與天空完全不同的復(fù)雜地形等環(huán)境，難以控制成本就成了其商業(yè)轉(zhuǎn)化的命門。

就組網(wǎng)而言，CoMP相對(duì)于4G時(shí)代的SFR/MLSFR也幾乎是零增益，甚至可說(shuō)是負(fù)增益。

再說(shuō)一下前段時(shí)間被熱炒的時(shí)分雙工(TDD)，前段時(shí)間，有文章稱“今天全世界的5G技術(shù)都是TDD技術(shù)”，然而，這種說(shuō)法容易引起誤會(huì)，需要說(shuō)明。

5G的藍(lán)圖中，用的并不是時(shí)分雙工，而是全雙工。

4G時(shí)代，TDD-LTE采用時(shí)分雙工，F(xiàn)DD-LTE采用頻分雙工。全雙工簡(jiǎn)單的說(shuō)就是集成了時(shí)分雙工和頻分雙工的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)魚和熊掌可以兼得。

【注：TDD指上下行傳輸采用同一個(gè)信道，主要優(yōu)勢(shì)在于收發(fā)間不會(huì)產(chǎn)生干擾、上下行信道切換靈活等;FDD采用兩個(gè)獨(dú)立的信道可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，主要優(yōu)勢(shì)在通信速度高、抗外部干擾性能更好等?！?/p>

只是，全雙工同樣停留在實(shí)驗(yàn)室，無(wú)法商用。因此，仍然只能拿老技術(shù)——時(shí)分或頻分雙工湊合著用，而無(wú)法取得實(shí)質(zhì)性突破。

所以，在這些關(guān)鍵技術(shù)上，現(xiàn)在所謂的5G的技術(shù)升級(jí)沒(méi)有傳說(shuō)中的那么神奇，很多新技術(shù)增益有限、或尚不成熟難以實(shí)用，部分專利甚至在技術(shù)上有“開倒車”之嫌。

正是因此，有人將現(xiàn)在的5G稱之為商用概念，而不是技術(shù)迭代，將之稱為4.9G。我們當(dāng)前與真正的“5G”，尚有距離。

2

為何運(yùn)營(yíng)商不甚熱心

說(shuō)了這些提升有限、不成熟，但5G的網(wǎng)速是實(shí)實(shí)在在“肉眼可見(jiàn)”的提高，這是怎么做到的呢?

方法其實(shí)頗為“簡(jiǎn)單粗暴”，就是擴(kuò)大占用的頻段、加大投資基站的密度、提升芯片數(shù)據(jù)處理速度等手段。

以頻譜資源來(lái)說(shuō)，5G準(zhǔn)備用1個(gè)G左右的帶寬。要知道，GSM(中國(guó)移動(dòng)的2G網(wǎng)絡(luò))整個(gè)移動(dòng)才5M帶寬，3G是20M帶寬，4G是60M帶寬。

以此前愛(ài)立信的極限測(cè)試，網(wǎng)速的確驚人，測(cè)出高達(dá)20Gbps數(shù)據(jù)傳輸速率，但用了800M帶寬。

因此，不談細(xì)節(jié)，光看網(wǎng)速快慢，意義并不大。當(dāng)前5G條件下的高網(wǎng)速，很大程度上要拜大帶寬頻譜所賜。

這樣，問(wèn)題就來(lái)了。低頻點(diǎn)頻譜非常珍貴，直接劃撥800M帶寬實(shí)在太奢侈。在國(guó)外，這樣的黃金頻率堪稱天價(jià)，運(yùn)營(yíng)商對(duì)此必須三思而后行。

那么，如果現(xiàn)在要部署5G，就必須用高頻。

但高頻的覆蓋能力差。低頻率(2G使用的頻率段)的頻譜資源衍射能力能夠覆蓋數(shù)平方公里，而高頻率(比如Wifi使用的頻率段)的頻譜資源衍射性通常不會(huì)超過(guò)一個(gè)20平米的房間。也就是說(shuō)，用黃金頻率建1個(gè)基站，其覆蓋范圍可以媲美用高頻建N個(gè)基站。

實(shí)際上，美國(guó)的5G頻譜選的就是高頻。

2018年11月15日，美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)召開美國(guó)首次5G頻譜拍賣會(huì)，開啟28GHz毫米波5G頻譜(27.5-28.35GHz頻段，共計(jì)850MHz)拍賣。此前愛(ài)立信的測(cè)試也是在15Ghz這個(gè)點(diǎn)上前后開辟800M的寬度，即14.6到15.4Ghz之間的寬度。這些頻段資源超過(guò)了過(guò)去無(wú)線通信已經(jīng)使用過(guò)的頻段的總和——當(dāng)然，過(guò)去是在中低頻率頻段，而5G只能動(dòng)用高頻率頻段。

現(xiàn)在5G使用高頻、采用毫米波小基站的發(fā)展路線，問(wèn)題就在覆蓋很差，這將使最終覆蓋結(jié)構(gòu)非?！案腥恕薄０凑宅F(xiàn)在宣傳的傳輸速率的標(biāo)準(zhǔn)，5G要覆蓋目前全球4G覆蓋的區(qū)域，基站數(shù)量至少是4G的5倍，也就是1500萬(wàn)至2000萬(wàn)個(gè)5G基站。

(圖為中國(guó)電信的5G基站)

這個(gè)建設(shè)成本可想而知。這也解釋了為什么運(yùn)營(yíng)商明知道5G是個(gè)“好東西”，卻不像大家想象中那樣熱心。

3

缺乏“殺手級(jí)”應(yīng)用

通信領(lǐng)域的發(fā)展，必須充分考慮其用戶對(duì)技術(shù)應(yīng)用的需求。

有種說(shuō)法，聲稱5G主要不是給人用的，而是給“物”用的，也就是說(shuō)5G將大大超出過(guò)去20年無(wú)線通信發(fā)展史中以大眾公共通信網(wǎng)絡(luò)為主業(yè)的范疇。

的確，目前全球宣傳5G的主線，即“萬(wàn)物相連”或稱為“物物連接”。

不過(guò)這里卻有一個(gè)問(wèn)題，目前所謂物物連接的很多場(chǎng)景，要么不需要5G，要么不敢信賴公眾性的無(wú)線通信。

雖然很多媒體在報(bào)道中將物聯(lián)網(wǎng)和5G“捆綁”在一起。但其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)并非必須配合5G應(yīng)用。因?yàn)楝F(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)主要是追求長(zhǎng)壽命，設(shè)置一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，肯定不希望1-2天內(nèi)就去更換一次，且大量應(yīng)用都是低速、小數(shù)據(jù)量的通信連接，用2G、3G、4G就行了。

以目前全世界最大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例——ofo自行車智能鎖為例。其使用的NB-IOT其實(shí)就是華為和中國(guó)電信北京公司合作出的簡(jiǎn)化版、刪減版4G，且只需要用很小的通信容量。

無(wú)獨(dú)有偶，不久前，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了物聯(lián)網(wǎng)芯片招標(biāo)，中標(biāo)斬獲大單的物聯(lián)網(wǎng)芯片用的就是2G。

所以，物聯(lián)網(wǎng)，至少當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)，和所謂萬(wàn)物互聯(lián)，和5G沒(méi)有必然聯(lián)系。

而另一個(gè)被熱捧的應(yīng)用方向——無(wú)人駕駛，先不提無(wú)人駕駛技術(shù)本身是否成熟，即便是谷歌搞的無(wú)人車，也是“胖終端”的無(wú)人駕駛，接受信號(hào)而做出反應(yīng)的過(guò)程是放在車上。而把5G和無(wú)人駕駛聯(lián)系在一起的則是“瘦終端”模式，做出決策是在“遙遠(yuǎn)”的服務(wù)器，這種做法是存在極大隱患的?，F(xiàn)有條件下，用5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)搞無(wú)人駕駛，可以說(shuō)是自找麻煩，人為創(chuàng)造了黑客頃刻間把現(xiàn)代社會(huì)徹底打亂的空間，這后果看看《速度與激情8》可知一二。

(圖片來(lái)自電影《速度與激情8》片段)

目前，人流超高密度區(qū)的通信需求，是5G可行的潛在應(yīng)用方向。此前曾出現(xiàn)十一黃金周期間，由于游客過(guò)于密集，直接導(dǎo)致杭州西湖附近的4G網(wǎng)絡(luò)癱瘓的狀況。為了應(yīng)對(duì)類似情況，中國(guó)移動(dòng)開始力推4G基站密集組網(wǎng)。如果5G組網(wǎng)的性價(jià)比能夠優(yōu)于4G基站密集組網(wǎng)(當(dāng)然，現(xiàn)在5G在這方面控制成本的難度相當(dāng)高)，這有可能成為當(dāng)下5G一個(gè)不錯(cuò)的應(yīng)用方向。

因此，目前5G的“殺手級(jí)”應(yīng)用仍然在水面之下，需要交給時(shí)間去發(fā)掘。

4

4G+5G

Wifi傳輸速度這么高(遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5G宣稱的速度)，但無(wú)線電信運(yùn)營(yíng)商仍然能夠生存下來(lái)，這是為什么呢?

因?yàn)橛脩魧?duì)于普遍覆蓋(任何地點(diǎn)任何時(shí)間都能接入)的網(wǎng)絡(luò)是剛需，比較而言超高網(wǎng)速反而并非必需。

用戶在離開WIFI的情況下，必須也要有通信網(wǎng)絡(luò)。也就是說(shuō)，在任何生活角落，都能保持信息連接，因?yàn)樵谧罹o要的時(shí)候這個(gè)信息連接是能救命的。

而Wifi或者此前存在的WiMax做不到這一點(diǎn)，其只能覆蓋很小的領(lǐng)域，或者試圖覆蓋整個(gè)城市但效果卻千瘡百孔。WiMax也因此被LTE擊敗，連帶導(dǎo)致押寶WiMax的加拿大北電和摩托羅拉破產(chǎn)。

(圖為2009年1月14日加拿大多倫多北電網(wǎng)絡(luò)公司辦公樓前拍攝的北電網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，兩天后公司宣告破產(chǎn))

然而，按照現(xiàn)在5G毫米波小基站的發(fā)展方向，追求的主要是傳輸速率。原因如我們前面所說(shuō)，5G需要建設(shè)數(shù)倍于4G的基站，才能以其現(xiàn)在宣傳的標(biāo)準(zhǔn)，要覆蓋目前全球4G覆蓋的區(qū)域，成本極其高昂，使得運(yùn)營(yíng)商缺乏足夠興趣。

因此，如果沒(méi)有行之有效的商業(yè)模式，運(yùn)營(yíng)商不具備建設(shè)一張普遍覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)的能力，那么這就偏離了用戶的剛需。

綜上，從基建成本和實(shí)際需求來(lái)看，建設(shè)覆蓋全國(guó)的5G網(wǎng)絡(luò)并不現(xiàn)實(shí)，也不必要。那么，5G組網(wǎng)就不能實(shí)現(xiàn)了嗎?

并非如此。

從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，4G和2G是非常成功的兩代技術(shù)，而5G處境和3G有些類似。正如過(guò)去2G+3G的組網(wǎng)模式，未來(lái)5G完全可以采用類似的組網(wǎng)模式。

由于5G不太可能形成一張普遍覆蓋的通信網(wǎng)絡(luò)，就必須采用4G來(lái)完成廣域覆蓋。事實(shí)上，3GPP就搞出了“4G基站為主+5G基站為輔”的組網(wǎng)方式，也就是用4G完成廣域覆蓋，5G基站建在大城市人流密集區(qū)域。這其實(shí)也是國(guó)外運(yùn)營(yíng)商選擇的主流組網(wǎng)方式。

這樣一來(lái)，既可以大幅減少5G基站高昂的建設(shè)成本，又能提升人口密集區(qū)域的網(wǎng)速。

5

理論創(chuàng)新突破至關(guān)重要

從1G到4G傳輸能力的提升，既有系統(tǒng)效率的提升因素，也有暴力堆砌的因素——依靠消耗頻譜資源、用性能更強(qiáng)的芯片和高額投資建設(shè)基站實(shí)現(xiàn)。

暴力提升的層面，前文已經(jīng)說(shuō)明。

系統(tǒng)效率的層面，1G到2G提升較大，但3G的提升就小了很多很多。

當(dāng)年高通的宣傳，CDMA將提升增益18倍，之后發(fā)現(xiàn)沒(méi)那么高，但大家還認(rèn)為CDMA比TDMA可以高5-6倍，結(jié)果最終發(fā)現(xiàn)這個(gè)增益只高了10%。

(圖為美國(guó)高通公司，通過(guò)CDMA高通可以在全世界“收稅”)

而事實(shí)上5G的情況更加極端，對(duì)比以往歷次通信技術(shù)升級(jí)，其系統(tǒng)效率的提升不顯著，主要是靠暴力堆砌提升性能。

即便3G的提升有“吹?！钡某煞?，但CDMA相比TDMA還是有10%的提升。而在4G時(shí)代，也有SFR、OFDM、Alamouti等重大改進(jìn)，其中SFR還是中國(guó)工程師原創(chuàng)性技術(shù)。

SFR——軟頻率復(fù)用(SFR，Soft Frequency Reuse)，被外國(guó)人用后改了個(gè)名字叫ICIC(Inter-cell Interference Coordination)，翻譯過(guò)來(lái)是蜂窩(基站)間互相作用的協(xié)調(diào)。軟頻率復(fù)用在近十年已經(jīng)成為無(wú)線通信一個(gè)新增的大領(lǐng)域，現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)商都有ICIC接口功能。SFR在實(shí)驗(yàn)室條件下性能提升高達(dá)100%，即便是商用條件下實(shí)戰(zhàn)，最初的性能提升也有10%，相當(dāng)于從TDMA到CDMA的效率提升，進(jìn)一步的深化的MLSFR可以提升30%。

相比之下，由于4G充分運(yùn)用過(guò)去幾十年的技術(shù)儲(chǔ)備，在很多方面已經(jīng)接近現(xiàn)有理論的天花板了，目前的5G在系統(tǒng)效率提升方面空間實(shí)在有限。

要想打破如今的局面，需要的是少一些商業(yè)的喧囂，靜下心來(lái)，搞理論創(chuàng)新突破。

因?yàn)槿祟惪萍嫉母拘赃M(jìn)步，都需要倚賴?yán)碚撏黄?，否則便永遠(yuǎn)只能是量的累積，無(wú)法實(shí)現(xiàn)技術(shù)迭代。

5G，也是如此，基礎(chǔ)理論的突破是必需。

6

中國(guó)是重要參與者

目前，5G在媒體宣傳和商業(yè)運(yùn)作中，存在一定“神化”的風(fēng)險(xiǎn)，往往會(huì)有“5G秒天秒地秒空氣”之感;另有一些媒體極力宣稱5G是中國(guó)主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，或5G是中國(guó)偉大創(chuàng)新。其實(shí)，這并不客觀。

在3G時(shí)代之后，全球通信廠商對(duì)高通一家獨(dú)大心有余悸，因而在之后的標(biāo)準(zhǔn)制定中，大家都在玩平衡，實(shí)現(xiàn)決不讓任何一家公司、任何一個(gè)國(guó)家一家獨(dú)大。就5G標(biāo)準(zhǔn)制定而言，中國(guó)當(dāng)然是一個(gè)重要參與者，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上“主導(dǎo)”。

有人會(huì)用中國(guó)的專利數(shù)量說(shuō)事，但實(shí)際上，通信標(biāo)準(zhǔn)專利含金量高低相差很大。至少，我們?cè)?G時(shí)代，也沒(méi)能實(shí)現(xiàn)高通在3G時(shí)代憑借核心專利全球征收“高通稅”的能力，甚至仍然需要承擔(dān)“高通稅”。這也從側(cè)面說(shuō)明，專利數(shù)量尚沒(méi)能給中國(guó)帶來(lái)5G的主導(dǎo)地位。

中國(guó)在通信產(chǎn)業(yè)上的優(yōu)勢(shì)，是強(qiáng)大的國(guó)家決策執(zhí)行力，能夠集中力量，擁有三大運(yùn)營(yíng)商這樣能夠?qū)崿F(xiàn)“村村通”的國(guó)有企業(yè)，以及一批優(yōu)秀的通信設(shè)備整機(jī)廠和終端整機(jī)廠。

(圖為2018年4月2日印度士兵在中印邊境收到的中國(guó)聯(lián)通信號(hào)短信，這條被稱為“讓印軍崩潰的中國(guó)短信”，展示了中國(guó)通信基建的覆蓋能力)

但短板也很明顯，那就是核心器件尚受制于人，一旦核心器件被卡脖子，整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)將遭遇重大的挫折和困難。

因此，當(dāng)下，動(dòng)輒“中國(guó)主導(dǎo)5G”，“中國(guó)5G綜合實(shí)力最強(qiáng)”，未免有些過(guò)于樂(lè)觀。我們走在前進(jìn)的道路上，但道阻且長(zhǎng)，腳踏實(shí)地不懈努力才可能讓我們真正實(shí)現(xiàn)心中的愿景。