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别“狂吹”5G了

来源:《财经国家周刊》 编辑:铁流 时间:2019-03-16

2019年1月,华为创始人兼CEO任正非在接受媒体采访时说:

“5G实际上被夸大了它的作用,也被更多人夸大了华为公司的成就……實际上现在人类社会对5G还没有这么迫切的需要……不要把5G想象成海浪一样,浪潮来了,财富来了,赶快捞,捞不到就错过了。5G的发展一定是缓慢的。”

此前一段时间内,“5G”是舆论场的“宠儿”,俨然被塑造成了万能的“救世主”形象,似乎5G引领的未来已经触手可及;更有很多人对中国的5G发展高度乐观,“中国是5G领跑者”“中国主导5G时代”等观点传播甚广。

而任正非的话让人不得不反思:5G是否只是看上去十分美好?

同时我们也看到,美国运营商对5G并不感冒,美国总统特朗普的团队甚至考虑由政府主导5G网络建设;而中国方面的运营商似乎也并没有表现出人们想象中那样高的兴趣。

抽丝剥茧,对于5G,看法不能流于表面。

5G技术发育到底到了什么水平?实际商用效果怎样?人们对5G究竟有无迫切需求?中国在5G领域的实力和地位,是不是真的可言“主导”?

5G技术没那么“神奇”

5G的关键技术主要包括调制、编码、多址、组网、多天线等,这其中很多是沿用老技术,而一些新技术不成熟、不可用,或者传输增益有限。

先来看编码,被热炒的LDPC和Polar,对系统效率的提升其实并不明显。据业内人士分析,其主要意义在于实现了一个理论极限,对实用效率的提升意义有限。

再看多址接入,多址是移动通信的核心技术领域,第一代到第四代移动通信(即1G到4G)分别采用了FDMA、TDMA、CDMA和OFDM技术。现在5G多址技术的主流看法是NOMA(非正交多址接入)。

据业内人士介绍:NOMA是NTT Docomo于2014年9月首先倡导的。其思想是发射端不同的用户分配非正交的通信资源。在正交方案当中,如果一块资源平均分配给N个用户,那么受正交性的约束,每个用户只能够分配到1/N的资源。NOMA摆脱了正交的限制,每个用户分配到的资源可以大于1/N。在极限情况下,每个用户都可以分配到所有的资源,实现多个用户的资源共享。

虽然理想很丰满,但经数学证明,NOMA路线的频谱效率增益严格为零。

有限

5G 的技术升级没有传说中的那么神奇,目前很多新技术增益有限、或尚不成熟难以实用。

再看多天线技术。5G宣传的是超多天线技术(Mass-MIMO)。MIMO(多天线技术)是最近20多年的热门议题,确实是提高通信能力的一个方向。但通过多年研究发现,仍然难以实现从实验室到市场的实用转化,未能实现商业应用。

人流超高密度区的通信需求,是5G可行的潜在应用方向。

至于原因,其实不难理解。据业内人士分析,多天线技术最初从军事雷达领域而来,但转入民用则面临与天空完全不同的复杂地形等环境,难以控制成本就成了其商业转化的命门。

就组网而言,CoMP相对于4G时代的SFR/MLSFR也几乎是零增益,甚至可说是负增益。

再说一下前段时间被热炒的时分双工(TDD),有文章称“今天全世界的5G技术都是TDD技术”。需要说明的是,5G的蓝图中,用的并不是时分双工,而是全双工。

4G时代,TDD-LTE采用时分双工,FDD-LTE采用频分双工。全双工则集成了时分双工和频分双工的优点,实现鱼和熊掌可以兼得。

TDD指上下行传输采用同一个信道,主要优势在于收发间不会产生干扰、上下行信道切换灵活等;FDD采用两个独立的信道可以同时进行数据传输,通信速度高、抗外部干扰性能更好。

只是,全双工同样停留在实验室,无法商用。因此,仍然只能拿老技术——时分或频分双工凑合着用,而无法取得实质性突破。

所以,在这些关键技术上,现在所谓的5G的技术升级没有传说中的那么神奇,很多新技术增益有限、或尚不成熟难以实用。

正是因此,有人将现在的5G称之为商用概念,而不是技术迭代,将之称为4.9G。我们当前与真正的“5G”,尚有距离。

运营商不甚热心

说了这些提升有限、不成熟,但5G的网速是实实在在“肉眼可见”的提高,这是怎么做到的呢?

方法其实颇为“简单粗暴”,就是采取扩大占用的频段、加大投资基站的密度、提升芯片数据处理速度等手段。

以频谱资源来说,5G准备用1个G左右的带宽。要知道,GSM(中国移动的2G网络)整个移动才5M带宽,3G是20M带宽,4G是60M带宽。

以此前爱立信的极限测试,网速的确惊人,测出高达20Gbps数据传输速率,但用了800M带宽。

因此,不谈细节,光看网速快慢,意义并不大。当前5G条件下的高网速,很大程度上要拜大带宽频谱所赐。

问题就来了。低频点频谱非常珍贵,直接划拨800M带宽实在太奢侈。在国外,这样的黄金频率堪称天价,运营商对此必须三思而后行。

那么,如果现在要部署5G,就必须用高频。

但高频的覆盖能力差。低频率(2G使用的频率段)的频谱资源衍射能力能够覆盖数平方公里,而高频率(比如WiFi使用的频率段)的频谱资源衍射性通常不会超过一个20平方米的房间。也就是说,用黄金频率建1个基站,其覆盖范围可以媲美用高频建N个基站。

实际上,美国的5G频谱选的就是高频。

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