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—–凤翔国际_注册主管【766666】百度精算—–无线通讯产业曾经开展了四代,目前正处于5G产业化前夕,是当下到一个最热的话题,5G如何开展,前景如何,是各个方面包括学术界、产业界、投资界以及政府都十分关怀的。另外,中国曾经启动6G研讨的音讯也见诸报端,将来无线通讯产业如何开展,是不是会继续有6、7、8、9G,也惹起了大家的关切。为了答复这些问题,我们首先简单地回忆一下无线通讯产业开展的历史。
无线通讯产业是由需求和技术两个轮子驱动行进的。早在1947年,贝尔实验室的科学家就提出了蜂窝通讯的概念,其中的中心技术是频率复用和切换。基于这一概念,贝尔实验室于1978年研制出先进挪动电话系统(AdvancedMobilePhoneService,AMPS),这就是第一代挪动通讯系统。AMPS是一个模仿通讯系统,采用频分多址(FDMA)的复用技术,主要技术手腕是滤波器,容易受噪声的干扰,语音质量较差。开业了
随着集成电路技术的开展,第二代挪动通讯系统采用了数字技术,并采用TDMA和信道编码技术,使得通讯系统向宽带化开展,语音质量得到了较大的改善。其中欧洲制定的GSM系统十分胜利,至今仍在普遍运用。
20世纪90年代互联网蓬勃开展,顺应这一时期请求,产业界制定了3G规范用以完成挪动互联网。3G采用了高通公司开发的CDMA技术。CDMA一度被以为是一个神奇的技术,高通公司声称CDMA的频谱效率能够到达AMPS的18倍,但是理论标明这个观念太过于浮夸了,CDMA存在自干扰问题,其频谱效率只比GSM高10%左右,并且3G的主流规范WCDMA的系统设计过于复杂,招致部署本钱比拟高,所以不断无法替代GSM系统。
第四代挪动通讯采用了OFDM技术,从基本上克制了CDMA的技术缺陷,并且简化了系统设计,成就了一代胜利的挪动通讯系统。OFDM如何克制CDMA的缺陷,详细能够参考我的《通讯之道-从微积分到5G》。
假如我们略微总结一下,能够发现,1G开掘出了挪动通讯的宏大需求,但是采用了比拟落后的技术体制,因而长不大。2G停止了数字化反动,从而取得宏大胜利。3G是为了新呈现的挪动互联网需求而降生,但是在技术上走了弯路,全球的3G业务都不是太胜利;而4G回归了正确的技术道路,目前4G业务蓬勃开展。
随着4G的胜利商用,依照无线通讯十年一代的开展规律,产业界开端了5G的研发。依照业界目前的普通口径,5G在2020年左右开端范围商用。中国政府曾经为5G分配了500MHz的频谱,三大运营商也曾经在多个城市展开了商用实验,商用前的准备工作正在紧锣密鼓地停止。很多人以为5G牌照会在年内(2019)发放。
关于5G的讨论,也要从技术和需求两条线来讨论。
无线通讯技术体制
无线通讯产业根本上能够用“端管云”三个字停止概括。端就是终端,包括电脑,PAD,手机等。云就是存储在网络上的内容,如新浪、百度、淘宝的数据中心,而管就是衔接终端和云之间的这条通道。
端管云
这条管道能够分为两段。一段是终端到基站(或者路由器),这段是无线通讯,也叫空中接口;另一段是基站到云,是有线通讯。云都是挂在因特网上的,因而因特网是这条管道当中必经之路。挪动通讯有中心网,基站首先挂在中心网上,再衔接到因特网。中心网主要是起运营支撑作用,比方身份的辨认,计费等等。而另一个体系是大家都熟习的WiFi,没有中心网,路由器是直接戳到因特网的。这就构成了两大生态体系,也就是传说中的CT和IT,它们之间的协作与竞争将贯串无线通讯产业的走向。
在无线通讯产业当中,空中接口这一段的产值,包括终端和基站,占绝大局部。假如做一个类比,通讯网络能够类比人体的循环系统或这神经系统。主干网的局部能够类比中枢神经或者主动脉,固然容量很大,但是只要几条。主干网络的销售额不大,但是占领战略制高点;而空中接口局部相当于神经末梢或者毛细血管,数量庞大,占领无线通讯产业的主要市场份额。
有线网络如今都光纤化了。光纤的创造是基于高锟的理论,他因而取得诺贝尔奖。光纤的容量大,本钱低,彻底改动了人类通讯的相貌。最早的光纤线路的速率只要45Mbps,后来以令人乍舌的速度开展,目前一根光纤曾经能够到达1Tbps。而光纤要比同等长度面条廉价,这是真正的高科技。早期光纤只用于主干线路(比方北京和上海之间),随着本钱的降低,目前光纤曾经入户了。由于光纤的存在,有线网络的主要工作在于怎样组织和应用光纤的容量,如IPV6,SDN等等,根本上是逻辑性的工作,总体来说是比拟简单的。
空中接口局部就比有线网艰难多了。在有线通讯当中,信号在一个精心制造的介质里面传播,无论是铜线还是光纤,信号质量十分好,随意搞搞就能到达很高的速率。而无线信号的传播环境就恶劣得多得多。无线电波在传播过程中衰减很快,还遭到建筑物、山体、树木的阻挠,很多时分需求经过反射或者穿透障碍物才干到达接纳机。并且,无线电波不是规规矩矩地沿着规则的道路走,会走到不希望的中央,形成对别人的干扰。但是无线通讯有一个益处,就是摆脱了线的约束,凤翔国际能够拿着手机随意走,这种便利性是有线通讯所无法比较的。所以虽然应战很大,无数的研讨者前赴后继,攻克无线通讯当中的道道难关。
网络分层协议
方才说的这些事,背后是网络的分层构造。比方上图就是一个网络的7层协议模型,非专业的读者不用深究,只需求晓得网络是分层工作的就好了。最底下的一层叫物理层,其他的能够和兼并起来叫高层。物理层是处置物理信号的,比方电或者是光,就是如何把信息转换成能够用来传输的电信号或者光信号。物理层处理的是通讯才能的问题,或者是带宽的问题。有了这么多的带宽之后,怎样组织和应用是高层要做的事。
这个和邮政系统十分相似。物理层相当于运送信件或者包裹的方式,能够是马车,汽车、轮船、飞机,这提供了运送的才能。但是寄信的时分,我们要在信封上写通讯地址,要跑到邮局交给柜台,后然分拣打包装车,到了目的地后要有邮递员送到收信地址,这些都是高层做的事情。
所以大家能看出来,通讯网络的中心技术在物理层。当然高层也必不可少,但相对来说能够变化的空间不大。假如说我们的邮政系统比以前先进,主要不是表现在邮局的布置上,而是运输方式的改良,以前是马车,如今改飞机了。虽说邮局也进步了,比方装了玻璃柜台,或者信件完成了机器分拣,但不是主要的要素。
光纤是现代通讯网络的最重要的基石,就是物理层技术。高层技术当中大家最熟习的是IP协议。IPV4取得普遍应用后,虽说存在一些问题,试图经过IPV6去处理。但是IPV6经过二三十年也没有取代IPV4,就是由于高层技术相对简单,改良的空间不大。
无线通讯技术演进
同样,空中接口的中心技术也在物理层,每一代挪动通讯是由这些中心技术所定义的。
3G中心技术
空中接口的中心技术能够分为5个大类,分别是调制、编码、多址、组网和多天线。比中心技术更根底的是根底理论,包括电磁理论和信息论。如上图所示。
大家都晓得,高通公司开发了CDMA技术,并且成为3G三大规范(WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA)的中心技术,从而一跃成为芯片业巨头。上图所示的是WCDMA的中心技术。高通的奉献主要在多址和组网两个范畴。
固然普遍以为高通开发了CDMA技术,但是CDMA并不是高通创造的,创造人是好莱坞艳星海蒂.拉玛。CDMA技术的规范接纳机叫Rake接纳机,也于1950年代由贝尔实验室创造。实践上由于当时普遍以为CDMA的失密性好,不断应用于军事通讯。而高通处理的是CDMA的民用问题,这在当时是普遍不被看好的。
高通处理CDMA民用有三招,分别是功率控制(PowerCtrl)、同频复用(UFR)和软切换。功率控制处理远近效应,同频复用提升频谱效率,软切换处理切换连续性。这构成了高通CDMA的技术体系。这里只扼要引见一下,技术人员能够参考我的书《通讯之道》。由于UFR并不是专利,所以高通其真实CDMA上就两个中心专利,其中软切换专利取得美国专利局的受权还载入了高通开展史。
3G在编码范畴的主要停顿是采用了Turbo码,这是法国电信所赞助的教授创造的,是通讯开展史上的里程碑,由于它初次充沛迫近了香农在1948年所提出的信道容量。
在多天线范畴,Alamouti编码应用到了播送信道多编码。由于播送信道在整个业务当中的比重并不大,所以这个编码的作用相对重要性低一些。但是这个编码是多天线技术范畴的里程碑,有十分大的影响力。
调制是最根底的通讯技术,没有之一。由于根底,所以稳定,不断到如今的5G都没有太大的变化。
能够看出,高通在3G的多址和组网两个方面具有中心技术。当然,在把中心技术工程化的过程当中也树立起由几千个专利组成的专利组合。凭着这些专利和芯片的结合运作,收取了大量的高通税。
其实从如今的目光看,Turbo码和Alamouti码是更重要的中心技术。但这两个中心技术在法国电信和ATT这样的大公司里面,没有停止商业化运作的机制,只是收了一些专利费,没有构成象高通这么大的商业。
4G中心技术
到了4G之后,CDMA技术被OFDM技术所取代。主要的缘由是CDMA存在自干扰的问题。高通的功率控制和软切换试图去处理这个问题,但采取的办法是在CDMA缺陷的根底上停止弥补,但是怎样补也补不彻底。
而OFDM从基本上克制了CDMA自干扰的缺陷,使得频谱效率得到了很大的进步,那这些弥补措施也就没必要了。所以在4G时期,高通的技术体系被摧毁了。采用OFDM技术带来了新的问题,处理这些问题招致了三个创新的呈现,这就是我在华为提出的sOFDM和软频率复用(SFR)以及爱立信提出的SC-FDMA技术。我在华为还提出了随机波束赋形(randombeamforming)技术,处理了十分炽热的循环延时分集(CyclicDelayDiversity)的严重缺陷。在调制和编码范畴依然采用了3G的计划。
能够看出,华为在4G的中心技术上曾经取代了高通。但是很可惜,由于华为公司的跟随基因,无法发挥手上的专利核武的能力,还要向高通交钱,也只是向苹果收了点小钱。但是华为因而防止了专利核武打击,加上华为在产品上的优势,所以华为日子过得很好,在4G时期成为第一大设备制造商。
5G中心技术
5G规范曾经制定完成了,盖棺定论后曾经能够看得很分明了。
首先调制这块还是没有变,太根底了,想变也变不动。
由于联想投票门的事情,编码这块的故事很多人都晓得。相比于3G/4G采用的Turbo码,5G采用了LDPC和Polar码。这两个码都是鼎鼎大名,是Turbo码之后通讯技术开展的里程碑性的技术。但是由于Turbo码曾经比拟接近香农限,固然这两个码更接近,但是对系统容量的提升曾经不大,大约是1~2%左右。
多址这块,关于5G三大场景之一的eMBB这块没有变,还是采用了OFDM。其中爱立信提出的SC-FDMA从4G的必选项变成了可选项,这是由于它相关于OFDMA并没有什么技术优势。
多址这块NOMA有很大的热度,一度被公以为5G的必选技术。5G规范的早期,简直一切的厂家都支持这个方向。但是经过我的论证,NOMA比OFDM的增益严厉为零,这是用信息论严厉证明的。所以NOMA既复杂又没增益,属于技术退步。
另外华为还推了F-OFDM,与sOFDM正好相反。sOFDM的思想是一切的带宽一切的环境都用统一的参数,从而取得范围经济效应。F-OFDM强调对不同的环境采用不同参数从而更好的顺应环境。这种做法并没有什么增益,反而丧失了范围效应这个大西瓜,也属于技术退步。
组网方面没有听到什么音讯,工作假定应该还是同频复用。SFR和CoMP都是组网计划。SFR十分简单,不需求规范化。CoMP固然一度被以为是更先进的技术,但阅历了轰轰烈烈的规范工作和产品开发之后,曾经是失败了。
多天线这块最响亮的就是massiveMIMO,号称能够成百倍地提升系统容量,从媒体上看简直能够是5G的代名词。MIMO这个理论1995年提出,曾经23年了。它所提醒的对容量的宏大提升致使它不断是学界和工业界的热点。但是这个技术不断到4G都不是很胜利。这个技术有个特性,一演示就胜利,一适用就趴窝。记得20年前我还是小白的时分,在电信展上就看到厂家演示空分复用,用相同的时频资源完成两个用户的同时通讯,还互不干扰。在一个选择的场景下MIMO技术是很容易演示胜利的,但是在复杂的实践环境中所触及的问题的难度,是两个数量级的差异。当然MIMO是一个有潜力的范畴,但是其适用化问题依然没有处理。
MIMO的问题还在于,固然可以进步容量,但是要增加设备,有本钱的。其实MIMO最朴素的应用就是古老的三扇区天线,一个全向小辨别割成三个扇区,容量在理论上增加了三倍,这就是MIMO的原理,固然说是古板了一点。所以粗暴一点,搞个9扇区,12扇区,也就是mMIMO了,这个华为曾经有产品了。这和是不是5G没关系。
综合来看,5G相关于4G来说,简直没有技术进步,在一些中央还退步了。比方说NOMA,F-OFDM,还有为了保证短时延而采用的自包含构造。
还有,5G采用了更高的频谱。在中国是3.5GHz,还好一点。美国用了28GHz。频率越高掩盖越小,这是无线通讯的根本学问。所以同样的网络掩盖,比起4G的2.6GHz,3.5GHz的投资要高出50%(我也是看来的,看起来合理),而28GHz完成掩盖就是开玩笑了,花5倍的银子也是正常的。
所以从技术角度看,5G比4G没有进步,本钱会更高。
5G需求
5G的需求,大约能够用高速率、低延迟、大衔接来概括。
大家晓得,4G设计当初的速率目的是100Mbps,随着技术的演进,4GCat11的速率曾经到达600Mbps。5G进一步把速率目的进步到1Gbps以上。为了满足一些低延迟业务的需求,5G请求空中接口的延迟时间为1ms,而4G的这一指标为30ms左右。4G主要是为挪动互联网设计的,强调的是人与网络之间的高速衔接,而同时衔接到网络的终端的数量并不是一个需求特别思索的问题。而在蓬勃开展的物联网时期,每一件物体都有可能有联网请求,因而衔接数量会有数量级的增加,5G需求具有支持海量衔接的才能。
5G最抓眼球的就是它的速率。看新闻经常是比光纤还快,一秒下一个大片,快到把人脸吹成骷髅,等等。
但是有什么样的业务需求这样的速率呢?
固然暂时想不出,但是有一个十分盛行的观念是,先修好路,自然会有车。3G、4G都是这样,微博、微信、抖音什么的,以前基本就想不到。等4G来了之后,这些应用也就有了。
很显然,这个观念首先在逻辑上就有很大的问题。修好了路没有车也很正常啊,你就没见过没人走的路吗?依照3G、4G的状况去推断5G,这个也不靠谱。就像你曾经活了80岁,不能按此推断你还能再活80岁。2G和3G都处于带宽短缺的时期,所以构成了修好路必有车的错觉。但是到了4G之后,带宽曾经不再短缺了。
还有一个盛行的观念是,科技开展常常超出人的想象力,所以激进的预测常常是错误的。比方比尔盖茨当年说,计算机640k内存应该是够了。而如今曾经是640G了,6个数量级的增长。
必需认识到,通讯和计算机有很大的不同。
计算机所触及的一切零部件,CPU,内存,硬盘,都有一个共同的源泉就是半导体工艺。半导体集成度在近十年进步了1000倍,大家共同水涨船高。但是通讯不一样。通讯需求一个受体,以目前最普遍的eMBB为例,这个受体就是人。人是肉长的而不是沙子做的,它可以处置的最大信息速率,也就是带宽,是固定的,超越了人的带宽是没有意义的。
浅显一点说,我在PAD上看片,我普通看缺省的高清格式,虽然有超清格式,我普通不会主动选择。为啥?由于我的老花眼看不出二者的区别。当然眼睛好的人还是应该能分出来的。高清视频也就是1~2Mbps的速率,目前的WiFi,4G都远远地超出了我的需求。
当然,有人会反对。比方目前4K/8K视频很炽热,有朋友跟我说,看了4K视频之后,其他的都没法看了。我天天看高清格式视频,倒是没这种觉得了。当然关于60”的大电视,进步分辨率还是有必要的。但是电影院的屏幕,目前还只是2K,我以为4K/8K更多的是心理上的。用户挑电视的时分会靠在跟前看屏幕上的一小块区域,一个像素一个像素地检查,4K/8K当然要好。假如在正常观看间隔上,比方2米,4K和2K会有明显区别吗?我没实验过啊,有兴味的朋友能够做一下双盲实验。
即便是4K视频,速率也只要30Mbps,4G支持也不费力啊,怎样会有1Gbps的需求呢?这就要说到虚拟理想VR了。VR请求有沉浸式的体验。啥叫沉浸式?在真实的场景当中,假如我们渐渐地转头,看到的景物也就连续地变化,这就是沉浸的意义。VR要完成这种效果,不光要传给你正在看的东西,没看的东西也要传给你,转头的时分要现传新视角上的数据来不及,会呈现卡顿,就不是沉浸式体验了。这样一来,数据量再增加30倍,差不多就到1G了。5G的1G速率的需求就是这么来的。
VR作为一种创新的视频方式,置信可以取得一定的应用。VR的费事在于需求一个特地的头盔,哪怕是手机盒做的简易型的,都是不便当携带的。这么一来VR普通发作在室内,而且普通是特地用处的场景,比方房地产或者旅游景点的体验店什么的。这些业务普通不会走挪动通讯,更多的是WiFi或者专线。
总是有很多朋友寄希望于将来可能呈现的未知业务。固然详细的业务会层出不穷,我们的确无法预测,但是只需最终的受体是人,人感受信息的通道就是眼睛和耳朵,鼻子舌头皮肤还都用不上,人类进化出新的觉得器官最少也得是100万年以后的事情。人眼的带宽就肯定了通讯的最大速率,这是一个物理瓶颈,不论什么应用呈现都是无法打破的。
从理想的状况看,WiFi的速率总是抢先挪动网的,即便WiFi曾经提供应我们100M的带宽了,但是我门最多应用的速率还是1~2M,超出10M以上的应用十分少,也只要下载软件的时分有时会到达。所以其实4G的速率曾经超出需求了,5G的高速率完整是没必要的。
人的感官才能对时延同样是一个决议要素。
时延当然越短越好,没有人会不喜欢短时延,但是信息论的根本原理决议了短时延会形成高本钱。信道编码依托的是大数定律完成牢靠通讯,要到达信道容量,理论上需求无量的时延。因而这个固有原理要素就决议了时延不能十分短。这里就不说其他的处置时延、排队时延和反应时延了。非要完成低时延也有办法,就是把效率降低,用很高的信噪比去完成很低的速率。这个本钱就太高了。任总不断在说,大速率、低时延的通讯技术还没有完成。其实基本就不存在这样的技术。
要晓得人的感官时延大约是100毫秒左右,所以4G几十毫秒的时延是比拟适宜的,1ms的时延对人没有意义。所以,只需有人参与的应用,就不需求低时延。比方常用的微博微信,以至是很多人以为需求低时延的手机游戏,在WiFi上不都玩得挺好吗。
自动驾驶是被普遍误解为需求低时延的应用。你能够经常看到有文章说,低时延使得刹车间隔更短,从而更平安。但是这要基于一个假定,就是刹车指令是经过5G网络从远程控制中心传送给汽车的。显然实践的处理计划不是这样。象刹车这种对时延和牢靠性请求都十分高的指令,只能由车在本地产生,采用尽量短的回路。依托网络传输的,是道路规划和路况信息这样的对牢靠性和时延没有特殊请求的信息。Google汽车曾经跑了几百万公里了,并不需求一个低时延的网络。以至没有网络的时分,汽车也应该能跑,这是最少的请求。
基于同样的缘由,象无人工厂这些工业应用也无法经过5G网络完成。5G是一个公共网络,对经济性的请求决议了它无法到达工业级的牢靠性。不是说技术上做不到工业级的牢靠性,而是能做到也不做,太贵了公众用不起。一切的工业应用必需用专线。远程手术也是同样的道理。
关于这个话题,你经常会看到一个很高大上的技术叫“网络切片”,意义是在5G网络上切出一个高牢靠性的通道出来,用来满足工业应用。但是这实践是不可能做到的。一个系统的牢靠性取决于最单薄的一环。假如5G网络采用统一的硬件设备,假如不想多花钱,就曾经决议了这是一个民用级别的牢靠性,是不可能在软件上做点工作使之到达工业级的牢靠性。就像特朗普车队,要清道、设岗,要有探路车、开道车、救护车、通讯车、陆军一号这些硬东西,要花大把的银子。单靠在大街上挂几个标志是无法保证总统平安的。
固然低时延高牢靠性(uRLLC)是5G定义的三大场景之一,但是这与5G作为一个公共网络的根本特征相矛盾,是绝无可能完成的。
方才所说的自动驾驶和无人工厂,属于物联网的例子。接下来我们聊聊普遍意义的物联网。
有句十分有名的话,叫做“4G改动生活,5G改动社会”,说的就是物联网。5G使我们的社会从互联网开展到万物互联的社会。
固然普遍以为目前处于物联网迸发的前夕,但是有个问题,物联网一定是挪动通讯的菜。
挪动通讯是怎样来的呢?起初就是人要打电话,要四处跑,不光在本地跑,还要出差,还要出国。这个特性请求挪动需求统一规范,全球统一。所以要有个叫3GPP的组织,几百个公司的人一同制定这个规范,扯来扯去效率是很低的。还要搞个中心网去支持运营,运营商还要养着一大票的运维人员,这些特性就决议了挪动通讯会比拟贵。
所以说,除非挪动,不然没有必要用挪动通讯。这样挪动通讯的客户群就很明白,一是人,二是车,另外还有野生动物。所以eMBB,车联网,野外科学调查等等,是挪动通讯的正派业务。
但是大多数东西是不动的。在Wifi曾经提高的状况下,很大的一块业务会被Wifi分流,比方智能家居。并且eMBB是2C的,而物联网多数是2B的,象油田,电力公司这些大企业更倾向于自建网络,就不用向运营商交月租了。以NB-IoT为例,一个链接每年20块的资费对很多应用是很大的一个担负。这就有了象Lora这样的系统的生存空间,本钱比5G低得多。
所以,从5G的三大需求看,高速率和低时延的需求都是不存在的,物联网只要小局部落入5G的范围。
挪动通讯与WiFi
5G与WiFi的关系是无法逃避的问题,这其实是本文开端就提到了CT与IT两大生态体系的关系问题。
首先有一个每个人都能觉得到的事实,WiFi承载了80%的流量,我们却不会为它付一分钱,而会为只承载20%流量的4G付月租。这是为什么?
在信息社会,手机是我们与社会衔接的通道。当我们习气了这种衔接之后,丧失衔接后就会感到恐慌。很多人一有时机就查一下微信,微博,电邮,股票,彩票,生怕遗漏了严重时机,或者没能及时回复。也就是说,随时随地与社会衔接,是我们的刚需。要满足这种刚需,需求一个广掩盖的网络,这正是挪动通讯的目的和功用。
在WiFi炽热的时分,有些城市试图建立WiFi城市,用WiFi来完成掩盖,但是最终都失败了。由于WiFi是由IT界设计的,生来就缺乏完成广掩盖的才能。这表如今技术计划上,就不在这里细说了。后来IT界把WiFi晋级到WiMax,试图与CT竞争,但是IT界的基因还是招致了WiMax的失败,并且招致北电破产。
由于WiFi无法完成广掩盖,它被定义为固网的延伸,曾经胜利浸透到了多数的家庭、酒店和办公室,目前WiFi的实测速率曾经到达300~400Mbps。WiFi提供的是特定地点的高速率通讯。路由器很廉价,二百块钱一个,用户本人买一个回来本人就能搞定,想把这些路由器集中控制起来收月租显然是不可行的。
IT与CT都试图入侵对方领地。早几年的WiMax就是IT入侵CT的一次失败的尝试。这几年,也经常听到各种音讯,一会儿是小扎,一会儿是马斯克,都要建全球免费WiFi,周鸿祎说他掌管中国挪动,就全免费。当然都没能胜利。挪动通讯所请求的统一规范、广域掩盖,网归网优,客户管理,都决议了运营商是一个分层的官僚体系,与互联网基因格格不入。中国挪动每年营收8000亿,够买6个360了,说免就免了,从哪能捞回来这么些钱?用户愿意交这个钱,非不收,那叫啥呢?
反过来,挪动通讯能取代WiFi吗。WiFi掩盖小,高速率,本钱低,运用非答应频段,决议了其免费的必然性。挪动通讯要取代WiFi,也必需到达如此低的本钱,并且完成免费。这能否能做到呢?假如4G可以应用已有的范围优势,做低本钱的Femto基站,理论上有可能。但是市场范围太小,菊花大厂看不上眼,现有的管理体制也不能顺应。而小厂很难有这个技术才能。所以说也是比拟难的。
所以说,挪动通讯和WiFi有各自的应用场景。挪动通讯可以完成anytime,anywhere的衔接,可以满足用户的刚需,而WiFi廉价,无月租,满足用户高速率的应用需求,将长期共存。
5G之局
挪动通讯经过四代的开展之后,人们得到一个似乎的规律,就是单数代不太胜利,而偶数代很胜利。经过我们的剖析后发现,1G和3G,都是新的需求促成的,但是技术不太好,而2G和4G在原有的需求根底上,改良了技术,从而很胜利。1G和3G固然不太胜利,但也不能说是失败,毕竟他们是满足新需求的独一技术。但是到了5G,需求是虚拟的,技术上并没有进步,所以必然是要失败的。
5G是目前最炽热的话题。特别是孟晚舟事情之后,美帝组团打压华为,国人曾经把5G看成是中美对决的战场。
关于5G的立场,任总曾经发表过一个讲话,说5G的需求并没有呈现。我心里赞赏任总真是到了从心所欲不逾矩的境地,也不为利益所左右。后来徐直军也发表了对5G相对激进的观念。但是后来口风变了,任总为本人的讲话向产品线道了歉。后来华为发文表示要坚决打胜5G这一仗。
我们曾经晓得,挪动通讯的基本的价值在于完成任何时间,任何地点的衔接才能,在此根底上进步网络容量。假如没有掩盖这个前提,只是在部分完成高速率是没有商业价值的。比方说大家不断议论的可见光通讯,由于掩盖小只能效劳两三个人,速率太高超越了人的带宽,就没有意义了。这个问题对毫米波、太赫兹都是如此。
固然过高的速率没够意义,但是随着用户浸透率的进步,资费的降落,数据量每年增长30%的状况还会持续很多年。因而挪动网络还需求扩容。
挪动通讯正确对开展方向是,保证连续掩盖的状况下以低本钱进步网络容量。当然,并不是我一个人才晓得这是正确的方向,实践上这是通讯界的常识,2G和4G的胜利就是这种形式。
5G偏离了这种形式,走向了错误的方向。这背后的缘由有三个,一是通讯原理的创新遇到瓶颈,二是半导体工艺取得了爆炸性的开展,三是无线产业决策链条太长。
通讯技术曾经开展百年,由于其战略位置和发明财富的才能,全球最强智力投入其中,凡是简单一点的创新早就开掘完了。用于Turbo码解码的BCJR算法是1970年代创造的,在我历经艰苦终于看懂之后,感慨道,这只能与魔鬼做买卖才干搞得出来。到2009年的时分,随着Turbo,LDPC,Polar,OFDM,MIMO等范畴的停顿并且迫近理论极限,学术界普遍觉得到物理层曾经死了,再也无法创新了。象DavidTse这样的被公以为传承香农衣钵的大咖,也觉得无处可走,转行做生物信息去了。
在此同时,半导体技术得到了爆炸性的开展。大家手上的U盘,从10年前128M变成了如今的128G。在通讯原理无法取得打破的状况下,自然地走上应用强大的算力完成高速率的方向。高算力使得采用更宽的频带,更多的天线成为可能,在通讯原理不变的状况下,经过算力使得速率暴力提升1000倍是很简单的事情。华为早就整出来115Gbps的样机了。看报道我国启动了6G研讨,速度比5G高10倍,看得我真是很无法。
挪动通讯产业有着与其他产业不同的特性。普通的产业都是研发产品上市,取得反应并逐渐改良,是一个快速迭代的过程。而挪动通讯请求在什么还没有之前,大家共同商定一个规范,然后依照这个规范做产品。何时启动一代通讯规范是战略决策,是由政治指导人和商业指导人来做出的。他们当然会咨询技术专家,但是专家们也一定懂,其中还有宏大的利益博弈,显然并不靠谱。行业认同的宏观规律是十年一代。时间一到,各方力气合力推进,就入手干了。大炮一响,黄金万两。即便实践上不能干,也得发明条件干。所以我们看到5G呈现了很多奇葩的技术,如全双工,毫米波,如今可见光,太赫兹也要上场了。NOMA和F-OFDM比拟起来都算是好的。
一代挪动通讯规范一旦启动,到产品上市之前,一切的玩家都投入了宏大的本钱。鉴于通讯产业的战略位置,政府意志也为之背书。大家都绑在这个战车上,即便有问题,在碰到南墙之前是不会停下来的。
所以5G的问题,不光是华为的问题,或者是中国的问题,美国、欧洲也都是如此。很多网友看到美帝在5G上整华为,就觉得美帝反对的东西肯定很重要。中国长期以来落后,都以美国为灯塔。但是经过改开40年,中国国力日渐强盛。而通讯产业整体上曾经取得了抢先位置。在这种竞争格局下,即便美帝也会犯错。什么铱星啊,Wimax啊,不都是美帝整的吗?所以我们要有独立的判别,而不是被对方的判别左右。随着商用的日益逼近,5G的问题会逐步暴显露来。比方最近ATT的5G造假,韩国5G被指无用,澳洲未能按方案推出5G效劳,等等。希望本文能为各方提个醒,尽量减少损失吧。
由于任总的讲话,我以为华为对5G是有苏醒的认识的,任总最新的讲话又谈到了5G的需求没有呈现。5G胜利当然好,又能成为华为的产粮田,况且在言论上华为5G曾经抢先友商12个月。但5G失败对华为也是有利的。由于华为有着最齐全的产品线,是行业老大,没有技术创新也就意味着现有格局的固化,华为也就能笑到最后了。当然裁员是防止不了的,这关于通讯狗们来说不是个好音讯。关于二线的设备商,却是灾难性的,对5G的投入无法回收,现有市场份额也会被华为逐步蚕食。关于高通更是灭顶之灾,3G专利过时,4G没专利,然后5G没有了,怎样收专利费?早些年嫌设备和手机不赚钱甩给他人了,如今有点傻眼。趁手上还有点银子,想收个恩智浦,也被贸易战给搅黄了。这日子怕是过不下去了。
将来之路
前面曾经讲到,挪动通讯的开展方向是在保证掩盖的状况下,用低本钱的技术进步系统容量。这背后的使能器是中心技术的打破。这也是我近二十年的通讯技术研讨生活所一直追求的目的。
虽然学界对通讯原理的开展前景很悲观,但是状况正在起变化。
我在2014年发布了多级软频率复用技术(multilevelsoftfrequencyreuse,MLSFR),是SFR技术的加强版。理论标明,SFR能够提升频谱效率10%左右,MLSFR能够进步30%。值得留意的,这是在不增加任何硬件本钱的前提下。这种幅度技术进步,在最近30年的通讯史上,只要Turbo码能够媲美,远远超越高通在CDMA范畴的技术创新。MLSFR将成为将来挪动通讯组网技术的基石。
影响愈加深远的,我曾经在信息论上取得了严重打破。大家晓得,香农在1948年创建了信息论,其中最重要的成果是这个信道容量公式:C=log(1+S/N),是指引着通讯技术研讨和工业开展的灯塔。
但是香农只给出了最简单的AWGN信道的容量。无线通讯的信道都是衰落信道,而衰落信道的容量香农只开了个头,后来的学者开展出了一套衰落信道容量的理论,这些能够在经典的通讯原理教科书里面找到。
但是,目前的衰落信道容量理论是错误的。
这个问题我考虑了14年,终于提出了新的衰落信道容量理论并在2018年3月份完成了论文初稿。大家能够领会一下根底研讨的周期。审稿的过程也十分艰辛。开端投稿了Nature,但是Nature以为满篇都是公式的稿件不契合它们的作风,还是投到应属期刊IEEETransactionsonInformationTheory。经过5个月的评审被拒,缘由是两个评委以为论文对信息论存在误解。想想当年Turbo码论文,评委以为存在3dB的误差。严重打破被误解恐怕是一个规律,创新者需求有这样的心里准备。但是另外一位评委给予了全面的肯定。当然,一切的评审意见都很容易答复,稿件修正之后再次投稿后,评审又停止了三个月,还没有出结果。在中美贸易战的背景下,美国在整华为,也难保政治不会腐蚀学术道德。不论怎样样,大家很快就能看到了。
根底理论的打破预示着无线通讯产业的又一次技术反动,而中国就是这次反动的源头。

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