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    讓美國國防部“操心”的華為5G技術(shù)是什么

    近日,美國國防部國防創(chuàng)新委員會發(fā)布了名為《5G生態(tài)系統(tǒng):對美國國防部的風(fēng)險與機(jī)遇》的分析報告(以下簡稱報告)。報告首先回顧了不同時代移動通信的特征,特別強(qiáng)調(diào)了4G對美國的巨大貢獻(xiàn)。

    “Apple,谷歌,F(xiàn)acebook,亞馬遜,Netflix等美國公司以及無數(shù)其他公司都建立了利用4G LTE和新手機(jī)的新應(yīng)用和服務(wù),在市場上大獲全勝。4G的推出幫助美國無線市場份額增長了70%,行業(yè)就業(yè)人數(shù)增長了80%?!?/p>

    因此,報告強(qiáng)烈建議,在5G建設(shè)階段,美國一定要搶占先機(jī)(First-mover advantage),因?yàn)橄热胝邔Ξa(chǎn)業(yè)和科技的發(fā)展有更大的主導(dǎo)權(quán),特別是面對象中國這樣在5G方面很強(qiáng)大的對手。美國祭出中國威脅論的論調(diào)也屬意料之中,然而更值得注意的是,報告中毫不掩飾的肯定了中國廠商目前在5G發(fā)展上的領(lǐng)先地位,尤其是華為5G的優(yōu)勢明顯,且不僅是價格方面,而是“在多數(shù)情況下,中國設(shè)備優(yōu)于西方競爭對手”。

    華為大概也沒有想到會獲得美國政府部門這樣重量級的代言,而且免費(fèi)!那么華為在5G上到底做了些什么,才能贏得這位“代言人”的青睞?

    科技投入大,最多知識產(chǎn)權(quán)

    早在2009年,即華為首個4G商用那年,華為就已開始投入對5G的研究。時至今日,華為在5G標(biāo)準(zhǔn)上已大幅領(lǐng)先其他廠商,提供了16000多個5G標(biāo)準(zhǔn)體驗(yàn)。并且華為主導(dǎo)了60%+的標(biāo)準(zhǔn)制定和5G眾多關(guān)鍵特性的制定。

    在2017年底,3GPP 5G的第一個關(guān)鍵版本R15完成標(biāo)準(zhǔn)化的時候,華為就貢獻(xiàn)了諸多創(chuàng)新。

    一是在5G新空口方面,華為研發(fā)的新波形技術(shù)F-OFDM(可變子載波帶寬的接入波形)獲得3GPP的認(rèn)可,成為全球統(tǒng)一的5G混合新波形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);二是華為提出的新編碼應(yīng)用Polar Code(極化碼)作為5G增強(qiáng)型移動寬帶場景(eMBB)控制信道的編碼方案被3GPP接受。

    此外,華為也致力于將自身在5G方面取得的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)推動成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),普惠產(chǎn)業(yè)。為使5G應(yīng)用獲取更好的服務(wù)質(zhì)量,華為共同參與推動端到端的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù);為彌補(bǔ)5G上行覆蓋不足,華為力推上下行解耦和3D波束賦型。這些技術(shù)華為都已成功運(yùn)用于實(shí)踐。

    華為在2019貴陽數(shù)博會上宣布,華為5G專利全球排名第一,占比達(dá)到20%。這些成績不僅來自與華為在移動通信領(lǐng)域的深厚積累,更是與華為在5G方面的巨大人力物力投入分不開的。華為持續(xù)每年以銷售額的10-15%資金投入研發(fā),近十年來累計投入研發(fā)費(fèi)用近5000億,僅2018年研發(fā)支出就高達(dá)1015億元,全球企業(yè)研發(fā)投入排在第五名,比英特爾和蘋果公司還要高。

    而美國所有企業(yè)的5G核心專利的占比不到15%,也許這確實(shí)觸及了一向標(biāo)榜掌握核心技術(shù)的某國的神經(jīng)。

    研發(fā)能力強(qiáng),最全產(chǎn)品系列

    有了技術(shù),下一步就是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化這個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

    華為將新波形、新編碼、新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架等基礎(chǔ)性研究融入到生產(chǎn)實(shí)踐中,自主研發(fā)了包括接入網(wǎng)、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)、芯片和終端在內(nèi)的完整的5G產(chǎn)品解決方案。

    接入網(wǎng):華為推出的方案不僅能夠涵蓋從毫米波到C波段到3G以下全部頻段,也涵蓋了塔站、桿站以及小站全部站點(diǎn)形態(tài)。能在近點(diǎn)或遠(yuǎn)點(diǎn),在樓宇覆蓋或均勻覆蓋等各種場景下,控制小區(qū)覆蓋,最大化用戶體驗(yàn),

    核心網(wǎng):華為核心網(wǎng)基于全云化架構(gòu)設(shè)計,采用以微服務(wù)為中心的軟件架構(gòu)(Microservice-centric Architecture),能夠同時支持2G、3G、4G、5G,并實(shí)現(xiàn)從NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))向SA(獨(dú)立組網(wǎng))的平滑演進(jìn),從而最大化運(yùn)營商的資產(chǎn)利用率,

    承載網(wǎng):華為推出了多場景、多媒介、多形態(tài)的5G承載產(chǎn)品組合。為了滿足5G超大容量eMBB業(yè)務(wù)需要,5G網(wǎng)絡(luò)需要10GE到站以及50GE/100GE光纖到接入環(huán)的傳輸能力,而在基帶集中化部署場景下,集中機(jī)房和站點(diǎn)間更是要做到高達(dá)100Gbps的傳輸能力。

    芯片和終端:芯片是做好5G產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵,在這里就重點(diǎn)提一下這個被美國當(dāng)做看家寶的東西。其實(shí)華為自研無線芯片的歷史可以追溯到3G時代,2004年華為發(fā)布中國第一個3G ASIC芯片、2008年發(fā)布世界第一個HSPA芯片、2012年發(fā)布世界第一個多模SDR芯片、2016年發(fā)布世界第一個4.5G芯片。通過長期的投入,華為在4G時代實(shí)現(xiàn)了競爭力趕超,并在5G時代保持領(lǐng)先,研發(fā)了巴龍(多模終端芯片)、天罡(64T64R基站芯片)、Solar 6.0(路由器芯片)等一系列業(yè)界頂尖產(chǎn)品。

    2018年2月,華為在5G標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)的第一時間就發(fā)布了巴龍5G01商用芯片以及基于此款芯片的CPE(5G用戶終端),支持了全球主流的5G頻段,這是全球范圍內(nèi)首款5G商用芯片。2019年初,華為再次發(fā)布了巴龍5000芯片,成為世界首款支持2G/3G/4G/5G的多模終端芯片,以及實(shí)現(xiàn)了業(yè)界標(biāo)桿的5G下載速率。后續(xù)推出的基于此款芯片的Mate X折疊屏5G手機(jī),更是驚艷巴塞羅那了通信展。

    可以說在商用準(zhǔn)備度上,華為是業(yè)界唯一具備5G全系列商用產(chǎn)品的公司,并且早在2018年9月30日就推出3.5GHz 5G NSA端到端商用系統(tǒng),已經(jīng)在世界范圍內(nèi)部署。

    而且華為還有一個其他廠商沒有的優(yōu)勢,就是微波。華為的5G基站到核心網(wǎng)可以使用配套的微波回傳技術(shù),建網(wǎng)快,投資低。尤其對于地廣人稀且土地私有化的美國,光纖鋪設(shè)不可能遍及全國各個角落,由基站到核心網(wǎng)高速回傳的最佳選擇就是微波。華為在微波領(lǐng)域的實(shí)力,全球范圍內(nèi)無出其右者??上绹鴮θA為技術(shù)如此畏之如虎,只能說是一個很大的損失。

    技術(shù)含量高,最佳系統(tǒng)性能

    5G設(shè)備端到端的實(shí)現(xiàn)難度非常大,可以毫不夸張的說,在整體部署能力上,短期內(nèi)沒有任何一家可以超越華為。而在產(chǎn)品性能上,沒有什么比工信部IMT-2020(5G)推進(jìn)組主導(dǎo)的國內(nèi)5G技術(shù)研發(fā)三階段測試結(jié)果更有說服力。

    三個階段分別是關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、技術(shù)方案驗(yàn)證和系統(tǒng)組網(wǎng)驗(yàn)證階段。在第三階段,廠商需要在不少于7站的外場實(shí)驗(yàn)網(wǎng)中進(jìn)行性能測試,這也是驗(yàn)證5G商用成熟度的最重要的測試,共有六家廠商參與。

    性能測試設(shè)的場景包括,單用戶吞吐量、單小區(qū)吞吐量、上行增強(qiáng)測試、多小區(qū)動態(tài)吞吐量與移動性測試、時延測試、覆蓋測試。華為在NSA和SA架構(gòu)下的各場景測試中全面領(lǐng)先,達(dá)到了最高單用戶下載峰值速率1.86Gbps以及最高單小區(qū)下載峰值速率10.3Gbps的優(yōu)異性能。

    至此,華為實(shí)現(xiàn)了在全部三階段測試中全面領(lǐng)先,而且是唯一同時完成NSA/SA芯片對接測試和唯一完成R16相關(guān)測試的廠商。

    當(dāng)然,要取得這樣的優(yōu)勢,沒有點(diǎn)絕活是不行的。華為針對5G高頻段帶來的信號覆蓋和頻譜效率問題,以及新技術(shù)下的設(shè)備功耗和網(wǎng)絡(luò)升級成本等挑戰(zhàn),都有獨(dú)特的解決之道。

    一、覆蓋增強(qiáng):在無線通信中,網(wǎng)絡(luò)覆蓋是最直接影響用戶體驗(yàn)的環(huán)節(jié)之一。5G采用高頻信號,導(dǎo)致上行覆蓋距離受限。華為具備最完備的上行覆蓋增強(qiáng)技術(shù),包括SUL(上下行解耦)、CA(載波聚合)、DC(雙連接)三種。其中,華為獨(dú)創(chuàng)的SUL技術(shù)正在被國際標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP論證,有望寫入了5G標(biāo)準(zhǔn)中。該技術(shù)在增強(qiáng)上行覆蓋時具備最佳的頻譜效率。

    二、頻譜云化:全網(wǎng)覆蓋需要大量頻譜資源,是運(yùn)營商面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。而當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)多頻段、多制式長期共存,運(yùn)營商頻譜資源捉襟見肘。華為獨(dú)創(chuàng)的CloudAIR頻譜云化解決方案,可以將空口資源多維融合、深度共享,徹底云化,幫助運(yùn)營商在全頻譜上向5G平滑演進(jìn)。運(yùn)營商依賴這一技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)在4G頻段上部署5G,做到空口資源按需分配,大大提升了頻譜利用率。

    三、功耗控制:在4G時代,基站用電就是一筆不小的數(shù)目,約占運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本的16%。而5G基站的部署更加密集、能耗更大,華為分別從軟硬件層面幫助運(yùn)營商降低能耗。在硬件方面,采用華為天罡芯片的基站,尺寸縮小超50%,采用分布式電源技術(shù),功耗節(jié)省達(dá)31%。在軟件方面,華為的Powerstar解決方案利用AI智能調(diào)節(jié)技術(shù),定制基站間、頻段間和制式間的協(xié)同節(jié)能調(diào)度策略。例如:在低話務(wù)情況下,盡量遷移用戶到低頻,關(guān)閉高頻做深度節(jié)能。

    四、平滑演進(jìn):從4G向5G過渡需要很大投入,為了能更好的利用運(yùn)營商的設(shè)備和逐步升級,3GPP 提出了多種 5G 與 4G 互操作方案,包括 5G SA 組網(wǎng)和 NSA 組網(wǎng)兩類互操作方案?;谀壳癗SA和SA兩種5G組網(wǎng)規(guī)范,華為設(shè)備在NSA組網(wǎng)時支持多錨點(diǎn)接入,能夠快速建網(wǎng)。同時基站產(chǎn)品可以通過軟件升級平滑過渡到SA架構(gòu),保證未來多場景業(yè)務(wù)的拓展能力。

    正是由于出色的整體性能和友好的部署方式,華為目前已經(jīng)在全球獲得了42份5G商業(yè)合同,其中有25個來自歐洲,6個在亞太區(qū),10個在中東地區(qū)以及1個在非洲。目前諾基亞的5G訂單有37個,而愛立信的5G訂單只有17個。同時,華為的5G基站出貨量也是最多的,達(dá)到10萬站以上。

    在美國及其“盟友”的圍追堵截下,在中國5G還未商用的前提下,華為依然取得了全球最多的5G商用訂單,這樣的成績就是對華為實(shí)力最好的肯定。

    結(jié)語

    從美國國防部的報告來看,美國對華為乃至中國5G的實(shí)力早已了然于胸,對本土或“盟友”的通信企業(yè),也只有哀其不幸,怒其不爭的份了。

    美國在情感層面,被“學(xué)生”打敗肯定不好受,但是把一切提升到國土安全的高度強(qiáng)行封堵,卻大可不必。

    首先,華為躋身于世界科技企業(yè)強(qiáng)林,用戶遍及世界,商業(yè)信譽(yù)是第一位的。就象美國“盟友”韓國的運(yùn)營商LGU+表明的立場:“目前全球大約有170多個國家在使用華為設(shè)備,至今都沒有出現(xiàn)過任何問題”。

    其次,以封鎖上游貨源來遏制下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展,最終損失最大的還是上游企業(yè)。沒有下游的規(guī)模應(yīng)用來消耗和分?jǐn)偵嫌蔚漠a(chǎn)能,上游產(chǎn)品只會陷入從成本推升到研發(fā)乏力的惡性循環(huán)。

    最后,也許也是最重要的,5G已被公認(rèn)是改變社會的驅(qū)動力,不僅可以為用戶帶來更好的體驗(yàn),還能加速催生行業(yè)創(chuàng)新。對先進(jìn)技術(shù)報以開放心態(tài)、海納百川、造福納稅人,才是正道。

       來源:智商稅悟局


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    2019-06-04
    讓美國國防部“操心”的華為5G技術(shù)是什么
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