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5G无线通信技术的标准化和知识产权

来源:《中国知识产权》 编辑:未知 时间:2019-06-28

自动驾驶车辆、实时远程手术、智慧城市和智能工厂、连接无所不在的物联网(IoT)、庞大的数据流,以及我们目前尚无法想象的各种新商机,这些都是第5代(5G)无线通信标准所要实现的承诺。5G无线通信技术能够保证以实惠的价格实现产品和服务之间的互操作性,并致力于打造更快、更可靠的数据传输。5G将继续沿着2G、3G和4G这些前代技术的创新之路,在网络性能的各个方面实现重大改进,为创造新的创新产品和服务创造条件,从而带来卓越的消费者体验。

本文中,我们将简要探讨标准化生态系统,正是这个生态系统带来了无线技术的创新,进而改善并塑造了我们的日常生活。5G是全球各公司共同努力的结果,这些技术巨头共同开发了包含5G在内的技术规范。标准化则为所有有志参与并贡献力量的有关各方提供了一个平台,它通过严格的流程为技术之公平、透明和共识提供强有力的程序保障。标准化依赖于强大的知识产权体系,它支持技术贡献者就其巨大的研发和标准化投资获得公平和适当的回报,同时以公平、合理和非歧视性原则(FRAND)的条款和条件对外提供使用相关专有技术的机会。

5G与物联网(IoT)

5G是无线通信领域的一次重大技术飞跃。与4G-LTE1相比,它在网络性能的所有方面都实现了巨大改进,特别是将数据速率提高了十倍(用户速率从LTE的10 Mbps增加到了100 Mbps,并大幅增加了网络容量,使得无线通信的能效、安全性和可靠性均得到了重大提升。更重要的是,5G实现了无线频谱使用效率的一次重大飞跃,使得无线频谱的使用范围扩展到了17-100GHz之间的无线电频率(这能够大大改善人口稠密地区的网络性能)以及3-6GHz之间的免许可无线电频率。此外,5G将显著改善网络延迟现象。LTE-Advanced的延迟大约为10毫秒,而5G的延迟则低至1毫秒。超低延迟适应于大量需要实时传输数据之活动的需要,例如远程外科手术等。

与之前的几代无线标准相比,5G一个重要的特性是其灵活性。2具体而言,5G架构使无线网络能够根据延迟、数据速率和容量进行调整,以适应各种不同的使用要求。5G将大幅提升体育场馆、购物中心、火车和飞机等多种环境中的网络性能。35G固有的灵活性将促进更多创新产品和服务的问世。45G将成为新兴数据经济和物联网(IoT)的支柱,引领一个前所未有的连接时代。55G不仅可以满足消费者对数据密集型服务(例如视频流)不断增长的需求,还将彻底改变人类生活环境的方方面面,如制造、运输、城市管理和医疗保健等。

因此,5G将为第四次工业革命中的智慧世界提供各种基础设施。例如,智能工厂依靠由5G确保的无处不在的网络连接,以简化制造、物流、工人生产力以及健康和安全流程。65G网络支持大数据流,提供远程控制各种机器和增强其可靠性、安全性所需的超低延迟性,7这将为工作场所的日益自动化以及增强和虚拟现实技术(AR和VR)的应用奠定基础。

此外,互联物流还将有助于更好地监控和管理供应,节省成本并提高供应链效率。互联工人能够通过实现更好的监控和指导,改善员工的工作表现。8除此之外,传感器的大量使用使得實时监控工作场所成为可能,包括监控并警报事故或危险化学物质泄漏等,这将改善工作场所的健康和安全条件。9

5G网络能够实时传输和处理由路况监控传感器收集的大量数据流,从而大大改善交通运输。车联网已成现实,而5G还将大大提高互联汽车的性能。10例如,5G网络能够提供自动驾驶车辆的实时决策所需的低延迟、高容量网络和极速数据速率,推动自动驾驶车辆的规模化发展。此外,汽车连接使汽车制造商能够实时监控并及时提升其车辆的性能,从而降低故障风险。115G网络和物联网还能够用于改善交通管理、减少拥堵、提升公共交通性能,并提高公用事业的效率,因此也是智慧城市建设中必不可少的基础技术。12

最后,5G和物联网还将带来医疗保健行业的变革。5G和物联网将为医疗资源短缺地区提供更好的医疗服务,大幅改善这些地区的医疗保健状况。13例如,5G网络的超高可靠性和超低延迟,能够满足远程手术的需要。145G还能用于远程诊断和医疗建议,为公共医疗系统节省大量成本,也为患者提供更好的服务,15麦肯锡预计物联网在医疗保健领域所带来的全球经济影响在2025年将达到1.6万亿美元。165G和物联网还将促进个性化医疗的落地,制药公司能够根据每个患者的特点和需求开发药物,并实时监控患者的治疗反应。17个性化医疗将使制药行业实现从制造药物转变为向患者提供服务的重大变革。

无线通信技术标准化

(一)标准制定过程

标准化和知识产权是5G技术得以发展的两个根本的制度性基础。

先讨论标准化问题。5G无线通信标准是在第三代合作伙伴计划(3GPP)与国际电信联盟(ITU,位于瑞士日内瓦的政府间标准制定机构)共同打造的项目。183GPP由来自全球的七个国家级和地区级标准化组织组成。19自1998年12月成立以来,3GPP已经制定了3G、4G-LTE和5G标准;202017年,3GPP已发展成为全球最大的标准化组织之一及无线通信技术领域最重要的标准化机构。3GPP成员都是移动通信价值链上的主要经营者,包括基于3GPP标准的创新者、网络运营商和设备制造商。21

一般而言,标准化始于利益相关方通过共识确定或商定标准制定方面的普遍性能目标,223GPP中的标准化进程也是如此。标准制定的参与者可以提出使标准能够达到所设定目标的特定技术特征,然后基于这些提议的技术特性成立工作组(WG)。23在工作组中,成员可以提议工作项目,为其工作组所面临的问题提出具体的技术解决方案。在工作组会议之前,工作组应将技术提案和工作项目周知参会者,然后由参与特定工作组的工程师进行讨论。24工作组成员广泛讨论各种提案的技术优点,提出替代和更正建议,并实质上共同制定实现特定技术特征或功能的技术规范。25当技术提案和技术规范的制定足够完善时,标准发展组织会发布所开发标准的主要版本。随着标准的发布,各公司便开始各自的商业化进程,开发和生产符合技术规范的产品。

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