提交5G技术方案背后,是中国从1G到5G的拓荒之路

2019-07-26 11:56:22 36

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话说一流企业定标准、二流企业做品牌、三流企业做产品。近日,中国代表团向国际电信联盟“WP 5D”提交了5G无线空口技术方案。国际电信联盟将根据后续会议的评估与协调的结果,计划在2020年6月举行的WP 5D第35次会议上正式宣布5G技术方案。


从古代烽火传讯,到如今万物互联,人类通讯不断进化,当代通讯技术日新月异。


从古代烽火传讯,到如今万物互联,人类通讯不断进化,当代通讯技术日新月异。


目前,全世界5G标准立项:中国21项,美国9项,欧洲14项,日本4项,韩国2项,我国无疑已经走在了世界的前列。

中国代表团提交5G技术方案

据新华社报道,为期9天的国际电信联盟“WP 5D”第32次会议近日在巴西小城布济乌斯结束,来自全球的政府主管部门、电信制造及运营企业和研究机构参加了本次会议,讨论制定全球第五代移动通信技术(5G)标准的候选技术方案。中国代表团提交了5G无线空口技术方案。

WP 5D是国际电信联盟负责无线通信的部门,在确定5G国际标准方面发挥着核心作用,本次会议是5G候选技术方案的提案截止会议。

由中国信息通信研究院、中国电信、中国移动、中国联通、华为、中兴、中国信息通信科技集团等单位组成的中国代表团提交了中国的5G无线空口技术方案,该方案基于国际标准组织“第三代合作伙伴计划”新空口(NR)和窄带物联网(NB-IoT)技术。其中,NR主要用于增强型移动宽带(eMBB)、低时延高可靠通信(URLLC)两个场景,NB-IoT主要用于大规模机器连接(mMTC)场景。

去年6月,第三代合作伙伴计划批准5G新空口的独立组网标准,标志着5G已完成第一阶段全功能标准化工作,进入了产业发展新阶段。

中国代表团团长徐晓燕表示,中国的5G技术方案表达了中国对5G技术的理解,考虑了5G技术的完整性和先进性,同时维护了以第三代合作伙伴计划为核心的全球统一标准,体现中国及全球产业界的共同利益。中国的5G技术方案源自国内各单位长期的技术积淀和磨合,是大家群策群力和集体智慧的结晶。中国技术评估结果表明,中国的5G技术方案能够全面满足国际电信联盟定义的5G技术愿景需求和技术指标要求。

国际电信联盟将根据后续会议的评估与协调的结果,计划在2020年6月举行的WP 5D第35次会议上正式宣布5G技术方案。

此次大会,韩国政府也提请国际电信联盟(ITU)将韩国5G技术作为全球标准。这已经是韩国方面第三次向国际电信联盟提议将本国5G移动通信候补技术作为国际标准。

今年4月,韩国总统文在寅在出席一个公共活动时表示,韩国5G标准成为世界标准的大门已经开启。文在寅在时韩国首尔出席“5G+战略”发布会时说到,夺下“世界第一”的名头意味着韩国标准将成为世界标准。他还说,全球各国为争取早期投入5G商用化已经展开激烈竞争,韩国在这一领域已经领先一步,下一步便是向“世界标准”发起挑战。

掌握标准,就掌握了行业制高点。这正是韩国不遗余力向世界标准发起挑战的原因。

5G标准是如何制定的?

G,Generation的首字母。表示第几代通信系统时,使用该简称。

目前,移动通讯已演绎至5G,也就是第5代移动通讯。

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(1G-5G综述表)

从1G到2G,实现了从模拟电路到数字电路的飞跃;

从2G到3G,实现了从语音通信到数据通信的飞跃;

从3G到4G,实现了移动通信网络和传统电信网络的融合,将云计算等互联网技术用于移动通信,使得不同区域之间的流量能够动态平衡,大大提高了带宽的使用率;

从4G到5G,可以实现移动互联网和有线互联网的彻底融合。这样,万物互联才会成为可能。

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根据3GPP早前公布的5G网络标准制定过程,5G整个网络标准分两个阶段完成:

第一阶段启动R15为5G标准,2018年6月完成,该阶段完成独立组网的5G标准(SA),支持增强移动宽带和低时延高可靠物联网,完成网络接口协议。这也就是我们所说的第一阶段标准或者第一版标准。

第二阶段启动R16为5G标准,预计2019年12月完成,该阶段将完成满足ITU(国际电信联盟)全部要求的完整的5G标准。

2018年5月21日至25日,国际移动通信标准化组织3GPP工作组在韩国釜山召开了5G第一阶段标准制定的最后一场会议,会议确定了3GPPR15标准的全部内容。

2018年6月14日,3GPP正式批准第五代移动通信(5G)独立组网标准冻结,这意味着5G完成了第一阶段全功能标准化工作。

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目前3GPP正在讨论R16标准的内容,R16可以看作5G最终版本标准,等到它完成并冻结之后,5G才将实现全面商用,预计时间是2020年3月,那个时候形成的5G标准才是完整的5G标准。

1G到5G,移动通讯江湖刀光剑影

纵览从1G到5G的移动通信史,实际上也是从1G到5G标准的争斗史。

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(移动通信技术标准演进图)


1
G时代:群雄逐鹿,摩托罗拉一枝独秀

1G主要用于语音通讯,各国标准也不统一。

1979年,日本推出800MHz的汽车电话系统(HAMTS),并在东京和神户投入使用;1983年,美国先进移动电话系统(AMPS)首次在芝加哥投入使用;1984年,西德建成了C Network,频率范围为450MHz;1985年,英国开发了全面接入通信系统(TACS),首先在伦敦投入使用,然后应用于全国,频率范围为900MHz;法国部署了450系统;加拿大推出450MHz移动电话系统(MTS)。与此同时,包括瑞典在内的四个北欧国家开发了NMT-450移动通信系统……

尽管1G标准各式各样,但1G时代的王者则非摩托罗拉莫属。

摩托罗拉不仅发明了第一部模拟移动电话大哥大,而且还是AMPS系统的主要设备供应商。

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摩托罗拉作为模拟通信技术的佼佼者,在移动通信及电脑处理器领域中都是市场先锋, 在1989年被选为世界上最具前瞻力的公司之一。

所以,我们所说的1G(第一代移动通信),通常是指由摩托罗拉公司生产的“大哥大”和BB机。在1G时代,中国基本上是从零起步,只有少数人买得起的“大哥大”也全部要从国外进口。

我国在80年代和90年代初曾安排过隶属电子部的武汉710厂和南京714厂生产车载用移动通讯设备,但是一直未成气候。相比较还是归属邮电部的西安、杭州的企业和研究机构在移动通信技术装备方面取得了一些成就。


2
G时代:GSM与CDMA之争,GSM抢得先机

摩托罗拉垄断了1G,意味着第一代通信标准把持在美国人手里。

90年代中期移动通讯进入2G时代,欧洲不甘落后,考虑到欧盟国家太小,单打独斗难以与美国抗衡,于是吸取了1G时代各自为政的失败教训,于是欧盟联合起来成立了GSM,以快速形成规模向全球推广,在2G时代占据主导优势。

1991年,欧洲开通了“全球行动通讯系统”(GSM,Global System for Mobile Communications)。GSM标准采用了TDMA(时分多址技术),在传输速率和开放性上完胜1G模拟通信,很快便成为2G时代的主流标准。

随后美国高通宣布使用CDMA技术,与欧洲的GSM展开竞争。CDMA,即码分多址,它通过不同的扩频码来实现多用户在同一时间同一频率上共享。不过,CDMA起步毕竟较GSM晚了一步,加之美国国内资源分散,CDMA失去了大半江山。

2G时代,中国组建了中国移动公司专门从事移动通讯业务,使用的是在国际上处于主流地位,由欧洲主导的GSM标准。

这时的世界上移动通讯主要设备生产厂家有十几家,都是知名的电子企业,像美国的摩托罗拉、朗讯、欧洲的诺基亚、爱立信、阿尔卡特,加拿大的北方电讯,日本的富士通、NEC、韩国的三星等都在其列,中国的中兴、华为(成立于1987年)则刚刚起步。


3
G时代:高通成通讯霸主,中国TD-SCDMA跻身3G标准

高通的CDMA技术在容量与通话质量上皆优于欧盟GSM的TDMA技术;但GSM已早一步布署基地台,并于短时间内快速推行于全世界,以致资源相对薄弱的CDMA在当时是雷声大雨点小,高通也一度陷于危机之中。

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(高通专利墙)

在3G时代,高通的局势却大大逆转过来。究其原因在于高通的专利布局之战。高通围绕功率控制、同频复用等技术构建CDMA专利墙,将所有有关CDMA技术的专利纳入麾下。

2G-3G时代,CDMA标准的霸权地位让高通CDMA制的芯片大卖,同时高通高集成度的芯片技术让更多手机厂商采用CDMA标准。标准的推行反过来又推动更多芯片的销售,形成正反馈,最终造就了高通不可一世的行业地位,带领美国完成对GSM标准的逆风翻盘。

3G时代,美国利用政府力量帮助高通公司,他们当时极力向中国推销,要求中国引进美国高通公司的CDMA技术,向中国施加了不小的压力。他们当时的理由也是说中美之间有贸易逆差,中国有顺差,所以他们要求中国应该买美国的技术。

后来经朱镕基总理同意,由联通公司来负责承接从高通公司引进CDMA技术,这样联通公司成了我国第二家移动通讯公司。联通公司引进了CDMA技术,开始时的基础实际上一切为零,从手机到基站全部要从美国进口。

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2G-3G时代,CDMA标准的霸权地位让高通CDMA制的芯片大卖,同时高通高集成度的芯片技术让更多手机厂商采用CDMA标准。标准的推行反过来又推动更多芯片的销售,形成正反馈,最终造就了高通不可一世的行业地位,带领美国完成对GSM标准的逆风翻盘。

3G时代,美国利用政府力量帮助高通公司,他们当时极力向中国推销,要求中国引进美国高通公司的CDMA技术,向中国施加了不小的压力。他们当时的理由也是说中美之间有贸易逆差,中国有顺差,所以他们要求中国应该买美国的技术。

后来经朱镕基总理同意,由联通公司来负责承接从高通公司引进CDMA技术,这样联通公司成了我国第二家移动通讯公司。联通公司引进了CDMA技术,开始时的基础实际上一切为零,从手机到基站全部要从美国进口。

我国于1998年6月提出了自己的TD-SCDMA标准。2000年5月得到国际电信联盟(ITU)的批准,挤进了三代移动通信的标准,和WCDMA、CDMA 2000一起,成为第三个三代移动通讯标准。

TD-SCDMA成功成为国际3G标准之一,源于中美欧三方的博弈,也因为欧美对中国的轻视。由于当时的CDMA和WCDMA标准争论不休,因此双方均希望获得中国的支持,希望中国采用其3G标准,要知道在2G时代正是中国采用了GSM才让GSM成为全球主流的通信标准;另外当时中国通信产业薄弱,没有自己的芯片产业,手机企业根本无力与欧美企业竞争,通信设备企业巨大中华才刚刚起步未能威胁欧美企业,综合这些因素,于是中国的TD-SCDMA标志成功闯关。

当时,我国为了使最弱小的TD-SCDMA标准成长起来,由大唐集团发起成立了TD-SCDMA联盟,争取到华为、中兴、联想等十家运营商、研发部门和设备制造部门参加进来,合力完善TD-SCDMA标准的推广应用,2002年10月30日在人民大会堂召开了TD-SCDMA联盟的成立大会。

此后从3G到4G,直到现在5G中国的标准勇立世界潮流,大唐集团、通信研究院研发出TD-SCDMA是关键的一步。

2002年10月,信息产业部颁布中国的3G频率规划,为TD-SCDMA分配了155MHZ频率。


4
G时代:中国成为游戏规则的制定者之一

从1G到3G,国内通信业已意识到光做产品和品牌难免受制于人,只有制定游戏规则的人才能真正地立于不败之地。

现在看来,3G是一个并不成熟的标准。面对人民日益增长的视频聊天交友需求,3G网速显然很乏力。

恰逢4G核心正交分频多工(OFDM)技术逐渐成熟,传输速率是CDMA的十倍以上,同时还绕开了高通的CDMA专利,这无疑是个一箭双雕的历史机会。

于是,在得知欧洲采用FDD之后,中国立马开始主攻不同双工模式的TDD,最终做出了TD-LTE。这是第一个中国主导的,具有全球竞争力的4G标准。凭借这个标准,中国拉拢了印度,日本,甚至美国的一些运营商。

过去中国在通信标准上都是跟在欧美两大传统通信巨头后面,如今华为、中兴在国际通信市场打下一片天地,地位早已今时不同往日。


5
G时代:移动通信的新时代

从1G到4G的演进,几乎每十年就会推出一代新的标准,各家厂商在通讯标准之争上宛如军备竞赛一般的紧张刺激。5G也不例外。

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2019年6月25日消息,德国专利数据公司IPlytics给出的最新报告显示,截至6月15日,目前全球5G SEP标准必要专利排名中,中国两大厂商华为和中兴都进入了前三名,而高通等被远远甩开。

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在5G标准中,华为获得的专利占比最多,中国移动、中兴也获得了一些5G专利,中国5G专利数超过了美国高通。在美国权威协会发布的5G报告中称,排名第一的是中国!对中国已经取得的专利,美国也是绕不过去的。同时,美国高通、英特尔及其他一些国家也取得了不少5G专利,中美均不可能独占5G市场。


技术标准带来产业大洗牌

1G标准林立,中国空白。

2G两个标准:GSM(欧洲)、CDMA(美国)。

3G三个标准:GSM(欧洲)、CDMA(美国)、TD-SCDMA(中国)。

4G两个标准:TD-LTE(中国)和FD-LTE(欧洲)。

5G全球一个标准,中国为主导者之一。

早期,全球主流通信设备商有爱立信、诺基亚、西门子、阿尔卡特、朗讯、北电、摩托罗拉、华为、中兴。

强势如美国,也未能从1G的美梦中醒来。1G到2G迭代期间,摩托罗拉因没跟上转型节奏掉了队。3G到4G,北电宣布破产,阿尔卡特和朗讯合并。之后,西门子、摩托罗拉和阿尔卡特朗讯也并入了诺基亚。

经历了重组、收购、合并等调整,最终,全球的通信设备商形成了华为、爱立信、诺基亚、中兴并立的局面,如果一定要再加上一个,三星也可以算上去。

从3G到4G的过渡期,昔日亲密的合作伙伴站在了对立面。洗牌伴随着新一轮的站队。这个过程中,诸如北电这样站错队的电信设备商就被“洗”走了。

为了绕开高通高额的专利授权费,中国和欧洲通讯运营商统一战线,以OFDM技术为基础,打造了LTE。同期,北美地区的英特尔、IBM、北电、摩托罗拉则专注于WiMax标准。高通孤注一掷,为了CDMA技术,推出了名为UMB的计划,但是由于支持人数过少最终式微。而由英特尔主导的WiMax,又因为需要从头架设基站,技术成熟度不够,相比较LTE,少有运营商买账。最终,几百亿美元打了水漂,卖掉传统3G业务转向WIMaX的加拿大北电破产。

早期通信产业的特性决定了手机厂商身份的双重性,诺基亚、摩托罗拉既是电信设备商,也是手机厂,它们是规则的制定者,也是规则的受益者。HTC、苹果的出现改变了这个局面。

3G时代,苹果和高通如胶似漆,双剑合璧横扫全球移动终端市场。

4G时代,在TD-LTE标准的推动之下,中国的全球通讯地位更上一层楼。这个时期,我国手机品牌如华为,小米,OPPO等迅速发展,开始与全球手机巨头三星、苹果同台竞技。

关于5G究竟有多么重要,高通CEO莫仑科夫这么说:

“5G是一种全新的网络,它能为大量设备提供支持。5G的诞生与电力或汽车同等重要,它将对经济和社会产生深远影响。”

5G的影响力如此之大,那么拿下5G的标准,制定5G的游戏规则,重要性可想而知——不仅能够通过收专利费财源广进,更能够定义全球通讯格局。

有人的地方就有江湖,通信江湖刀光剑影,同样充斥着“尔虞我诈”,合纵联横。

4G时代,美国已逐渐被边缘化;5G时代,美国更显落寞,这正是其日益焦虑的原因。也是其举一国之力,先是打压中兴,再是打压华为的原因。

5G之争,不但是技术之争,也是国运之争。围绕5G竞争已经白热化,这是一场我们必须赢的战争。


【转载来源SMT技术网

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