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5G的关键是融合计算和通信,未来我们手里拿的可能不再是手机

转载时间:2021.09.01(原文发布时间:2017.05.10)
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目前全球人口有70多亿,超过500亿互联的物和设备不断涌现。随之而来的就是海量的数据产生,像我们知道的无人驾驶,每秒会产生1GB的数据,这对底层的计算能力要求是越来越高的。再例如,虚拟现实技术其实是一种近眼显示,如果要达到好的用户体验,处理速度需要提高20倍甚至更多,今天的网络平台根本无法满足。

吴耕博士(英特尔院士、通信与设备事业部无线标准首席技术专家)强调,5G最根本的区别就是,从以人为本变成以物为本。从1G到4G基本都是在设计通信网络,通信和计算是分开的。而到了5G时代,计算和通信能力是可以相互通用的。5G作为关键的技术点,就是要找到通信和计算的最佳平衡点。这对空口、平台、芯片和元器件的设计都提出了新的要求,需要有全新的思路。5G不仅是空中接口的升级,而是向计算+通信的融合演进。

物联网的发展会经过三个阶段:第一步得把物链接起来,第二步就需要变的智能化,最后一步就应该变的自主(软件定义+人工智能)。当然,未来几年,硬件和软件的复杂至少是现在的20倍,错误的风险也随之增高,所以自主的系统必须要有发现和控制错误的能力。要求5G在一些关键的无线技术上要做好:1.5G NR、LTE、WIFI的演进;2.先进的信号处理能力;3.先进的组件;4.计算+通信的平衡。

在这些的基础上,吴耕整体阐述了一下英特尔目前在5G方面的一些成果:

5G的关键是融合计算和通信,未来我们手里拿的可能不再是手机

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5G的关键是融合计算和通信,未来我们手里拿的可能不再是手机

此外,吴耕还谈到,现在5G的信息网是集通信、计算和存储“三位一体”的网络,实际上是用计算技术在解决通信问题,未来到6G就变成“一起设计”,7G会成为“一个设计”。

这里还延伸一个有趣的问题:我们现在终端的设备是手机,随着手机可以控制手表、控制设备等,手机正朝着网络节点转变。之前很多应用取决于手机的运算能力,但如果通信和计算融合之后,原来只在数据中心存在的大规模运算,就可以扩展到移动边缘,让终端也具有这种运算能力。理想状态下是,应用的性能会超越物理硬件的限制,所以很有可能未来人人手里拿着的终端就不再是手机了。

以下是一些嘉宾观点,欢迎大家讨论学习~

  • 5G现在发展到一个什么阶段?

罗振东(工信部IMT-2020推进组专家):从5G概念开始,国内就在积极参与。国际电信联盟(ITU)会对各方提交的标准进行评估讨论,最后由3GPP根据ITU的需求定标准计划,公布的时间表是2020年才能最终确认技术细节。明年年中会完成5G的第一版标准,针对5G的部分场景;2019年下半年出第二版,包含5G全部场景的需求。未来也会以此为基础形成ITU的5G标准。

  • 英特尔在5G标准国际化推动的过程中,做了哪些工作?

  • 吴耕(英特尔院士、英特尔通信与设备事业部无线标准首席技术专家):对于英特尔来说有两件事情至关重要,一个是国际化的标准,另外一个是国际化的频谱分配。当我们谈到第五代空中接口的设计,绝大多数人首先想到的是速度——峰值速率、低延时,实际上很多人没有充分关注到它最显著的一个特点,就是前项兼容性。我们的网络已经做到了能够切片化,现在5G NR的空口实际上是一个可切片的空中接口,而且是前项兼容的,这个更多体现了我们整个标准、整个开发会有相当的延续性,会在今后的十年甚至二十年,是作为新的产业的爆炸性的出发点。


  • 作为运营商,中国移动包括GTI的组织长期在做标准化的工作,具体怎么看?

  • 刘光毅(中国移动研究院无线与终端所总工):从标准来看,中国移动真正全面参与到标准的制定过程中,是从TD-LTE开始,我们组建了自己的专业团队,和我们的合作伙伴一起,最终实现了TDD、FDD的同步发展的目标,帮助整个TD-LTE产业有全球的发展。而现在面对5G的未来网络架构,运营商对业务的发展其实是有更大的发言权,毕竟我们自己有全世界最大的网络,所以,中国移动在5G标准化方面也在承担更多的责任,为整个产业做更多的贡献。

    • 怎样看待频段的协同问题?

    刘光毅(中国移动研究院无线与终端所总工):由于不同国家,不同行业的频段的分配,比如卫星、军事,都有自己发展的诉求,所以在各个国家频段的划分是有差异的。比如说现在美国,5G发展关注的重点是28G毫米波的频段。中国目前的考虑是3.4-3.6,3.3-3.4,或者4.4-4.5等等频率,我们也在考虑高频段。从目前状况来看,面向未来,不同运营商可能有不同的条件,这些条件可能会有限制,或者由此会导致不同的考虑。从技术上来讲,我们希望充分利用好这些频谱,通过它们之间的协作来解决刚才所提到的不同场景应用的需求。

    举个例子,从我们的角度来看,我们考虑用更低的频率。越低的频段能够越好地满足物联网应用的需求,因为它的覆盖要求是非常高的,所以目前我们在布局低频段。对于人的通信,在4G发展之后我们需要更大的带宽、更高的速度、更低的时延。我们需要连续的带宽,首先做技术的部署,比如3.5,3.4-3.6,将来需要有100兆的带宽作为业务支撑的能力。面向未来更多的发展,比如刚才吴耕博士展示的AR、VR,速度要求达到1G,这样就必须要更高的带宽才能满足;比如面向未来毫米波的频段,可以一下子给一个运营商提供几百兆甚至上G的频谱,可以在一些热点和室内提供非常高的接入速率,来满足超高速率的要求。这方面来讲,我们将来不论是哪个运营商,未来的发展都会采用高、中、低频段搭配的部署方式,只是说大家时间上有前有后,或者频谱的时间点会有一些差异。但是最终的状态都应该是这样的状态,通过不同的频段满足不同的部署场景的需求。


    • 像美国R&S这样的运营商也在抢跑,在某些频段上在建立自己的网络,怎么看待这个问题?

    吴耕(英特尔院士、英特尔通信与设备事业部无线标准首席技术专家):美国现在的频谱相对来说有28GHz、39GHz,28、39是明显有频谱的机会。其他的国家,不同国家在不同的时候,我们也是注意到不同的政府之间也是在做协调。

    罗振东(工信部IMT-2020推进组专家):频谱是无线通信的基础资源,有点像房地产的地皮的概念。现在从2G到4G,一个手机上需要支持多少频段呢?像中国移动可能深有体会,几十个频道都集中在一个手机里面,手机里面大部分空间都被这些东西占了,天线、射频。5G如果不能形成一个统一频段,未来在一个手机平台里面既要支持4G,还要支持5G,到各国还要不断切换,这是非常大的工程,即便有英特尔这么高水平的芯片的企业,也未必能够完全很完美地解决这些问题。

    所以,统一的频率不仅对通信企业、芯片企业有非常大的研发成本的降低,对我们普通老百姓使用手机、购买手机,包括你出国旅行的时候,这都是极大的方便。这是一个多赢的过程。

    统一频段,其实在ITU 2015年召开无线电频谱分配的大会,当时在ITU下不是很成功,产业界一直在努力想达到那个目标。比如说中国,在全世界最早宣布3.4-3.6,比如我们常说3.5G频段用于5G试验,我们很早就推进了5G低频段部分统一的频率。后续关于高频段这块,美国政府,包括欧盟都有一些规划。现在大概的频率范围也在收敛,大概在20几个G到40G之间,可能会形成若干的统一频段。主要是欧洲、中国和美国一旦能形成统一,我相信整体来讲其它国家会跟随这些主流。虽然从官方协调不是很成功,但是从产业界来看,反而比4G、比3G要好,好像频段没有那么多了。这对于我们产业的发展也是非常利好的消息。

    • 5G技术下一个重点是什么?

    曾锋(中国移动政企客户部交通行业解决方案部项目经理):要提高速率的话,要么提高带宽,要么提高性造比,要么是空分,要么其它技术,像是MIMO技术、多小区技术。

    吴耕(英特尔院士、通信与设备事业部无线标准首席技术专家):下一步实际上是对运算的要求越来越高。

    罗振东(工信部IMT-2020推进组专家):刚才吴博士说得非常好,5G的峰值速率要到20G,计算效率如果不提高的话,将来大家的手机可能会变成大火炉,根本无法支撑这么大的速率。作为创新技术来讲,一方面是传统的无线技术,比如很大量的天线,从现在的只有四根、八根到未来的数百根,不过这些东西运营商里都有了。在手机端来讲可能也会采用比现在多很多的设计。另外,更灵活的系统的设计,因为5G的应用场景非常多,除了连上人、连上物,不同的场景需求是不一样的,我们需要一个灵活的设计。

    此外,关于核心驱动的技术,除了刚才提到的在网络方面,像切片技术、SDN、网络功能虚拟化等等,要应用到5G里面,在无线这边,之前媒体也炒了挺多,有一些编码技术、支持多用户的技术可能都会用到5G里面来。还想强调更重要的,这么多技术、这么多场景,业界都有一个共同的想法,我们需要有一个统一的框架容纳这些不同的技术、不同的场景,我们在统一的框架下稍微做一些修改,也就是刚才说的切片,来灵活支持不同的场景,实现一个总体成本更低的复杂性的网络,虽然很复杂,但是成本却能控制得非常好。这样才能真正对未来的5G用户或者行业用户提供一个低成本、高性能的业务体验。

    刘光毅(中国移动研究院无线与终端所总工):从中国移动来说,我们首先有一个观点可能和业界不太一样,5G是一个端到端的系统,不仅仅是物理层空口的这些,更包含从终端到基站再到传输网、核心网,这样一个端到端的系统。从空口的角度来说,可能也是整个行业大家关注的焦点,也是传统的大家关注的焦点。从我们来说,为了满足未来5G发展的需求,特别是这些指标的需求,我们现在自己觉得有几个东西是值得大家关注的,一是更多的天线,刚才曾博士也提到。基站这侧有128根天线,甚至192根天线,终端至少有4根去收,2根天线去发。通过这些方式进一步提升传输效率,由此满足未来速率方面的要求。在这方面我相信中国移动在全世界是最领先的,从4G的时候已经有了8天线的智能天线。从今天开始在4G网络里会引入3G  MIMO的技术,能够支持128根天线、64个射频通道的产品,大幅度提升网络的传输效率,我们把它叫做5G技术4G化中国移动在全世界是最领先的。

    面向5G我们也在做类似的事情,希望通过这些工作解决未来发展的瓶颈。另一方面我们也在考虑,如何为我们的客户大家提供更好的服务。我们提出一个理念,以用户为中心的网络。我们未来希望根据用户的行为方式、用户所在的位置、用户所在网络的特点、终端的能力等等,去感知用户的需求,去感知用户业务的特征,基于此来实现网络按需的定制,通过这种方式为每个用户业务的传输提供最好的服务,我们把它叫做以用户为中心的网络。面向更多的环境,不同的应用场景,我们希望网络能够是比较统一的网络,也就是说空口,软件可以定义的,针对的应用只需要配置不同的参数就可以最佳适应不同的场景,比如物联网、车联网,比如给人的通信、行业其他的通信,我们通过这种方式使网络更灵活、更快速满足用户的需求。

    从核心网的角度来说,我们希望它是一个面向服务化的网络架构,我们希望未来的网络通过SDN/NFV这样的基础能力和平台技术,使得未来的网络IT化,满足我们的快速、便捷维护以及新功能的快速引入,从而使得我们网络的能力能够很灵活的开放给第三方探索一些新的商业模式,同时也使得我们的能够很容易的维护,新业务很快引入,快速满足业务的发展需求。这可能是我们看的比较宽一些。

    如果说5G其它新技术,当然也有,比如推进组提到了很多,那些东西可能都是一些传统的视角,比如新的调制编码,新的整体结构设计等等。但是那些东西相对于5G来说不是本质的变化,还是一种技术。但是怎么样把这些技术整合到一起,来实现更高层次的目标,可能也是我们在追求的。








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资讯标题: 5G的关键是融合计算和通信,未来我们手里拿的可能不再是手机

资讯来源: 36氪官网

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