华为首席科学家眼中5G的革命性创新有哪些

作为华为近8万名研发员工的杰出代表，童文博士在2011年与另外5位专家一起，被遴选为首批华为Fellow。这一年，童文又被任命为华为2012无线技术实验室主任，全面负责华为5G无线技术的前沿研究和开发工作。

4月13日，记者有幸在华为成都研发所见到了这位多年来一直驰骋在全球电信领域最前沿的技术先驱，就5G的技术创新、统一标准和产业进程等话题进行了采访。

"在5G技术领域，华为一直采用开放创新的方式推进研发。"童文说。华为在2009年启动了5G早期研究，此后与哈佛大学、剑桥大学、加州大学等开展了大量合作。2012年华为开始做样机验证，2013年完成了室内样机，2015年开始大规模进入外场试验。

一种新技术的发展，一般分为研究、标准、产品开发和部署等4个关键阶段。童文表示，5G现在正处于标准研发阶段，从现在到2019年属于产品开发阶段。"华为在2013年曾宣布将在5G研究和标准两个阶段投入6亿美元，其中并不包含产品开发阶段的投资。"童文说，"目前华为在全球有超过500名科学家在全职研究5G。"

 

5G必须有革命性技术创新

如今人人都在谈5G，但是5G究竟是什么？很多人未必有清晰的认识。对此童文表示，2015年的ITU会议已经定义了5G的三类典型应用场景。

一是增强型的移动宽带eMBB。这种应用场景下，智能终端用户上网峰值速率要达到10Gbps甚至20Gbps，为虚拟现实、无处不在的视频直播和分享、随时随地的云接入等大带宽应用提供支持。

二是大连接物联网mMTC。这种场景下，5G网络需要支撑100万/平方公里规模的人和物的连接。

三是低时延、超可靠通信uRLLC。这种场景要求5G网络的时延达到1毫秒，为智能制造、远程机械控制、辅助驾驶和自动驾驶等低时延业务提供强有力的支持。

童文告诉记者，从ITU的定义来看，无论是上网速率、连接数还是端到端时延，4G网络及其演进技术都无法满足，因此华为呼吁产业界持续加大投入，通过革命性的技术创新来做强移动宽带，使能万物移动互联。"我们认为，相比LTE技术，5G应该在不增加站点和天线的情况下，使频谱效率提升三倍以上。"童文说。

华为目前已经是全球通信行业事实上的领导者，身负产业换代的技术探索责任。基于"革命性技术创新才是5G"的观点，华为在过去五年间主要聚焦3个方面：新空口、新架构和频谱。从频谱上看，根据流量增长预测，未来10年频谱缺口达1000MHz以上，IMT发展仍然将面临较大的压力，业界也一直在呼吁政府和产业共同努力，释放更多频谱用于移动产业发展，积极推动全球统一的低频（6GHz以下）和高频（6GHz以上）频段，以利于构建新的产业链，满足下一代移动通信系统高速率大容量业务需求。

童文还指出，5G频谱也不能太分散，频谱分散会导致产业分散，大大提高产业成本。此外，选择合适的频谱也很重要。"目前，WRC-15达成的IMT频谱重要结论包含： C频段，以现有的3400-3600MHz为核心，向上拓展到3300-3400MHz，形成连续300MHz频谱，作为IMT未来发展的重点频段，包括应用于4.5G和5G。"童文说。

倡导5G全球统一标准

与2G、3G、4G时代的多个标准并存不同，5G有望实现全球统一标准。童文认为，5G统一标准意味着在全球范围只要构筑一个产业链，能够快速降低产业成本，实现全球化的规模经济效益，使全社会各个行业都受益。因此，无论从技术发展技术，还是从全球规模经济效益来看，一个统一的5G技术标准符合全世界共同利益，这一点已经成为全球共识。

据童文介绍，5G标准将在3GPP的框架下来进行定义。根据3GPP路标，5G标准的第一个阶段将在2018年冻结，第二阶段将在2019年底冻结，2020年将实现商用。华为正在和3GPP伙伴一起开展5G标准化工作。

"2G时代华为是照着国外产品做，3G时代我们跟着国际标准做，4G时代我们参与了标准的制订，5G时代华为有了充足的积累，可以在标准制订之前就进行早期投入，推动全球发展统一的5G标准。"童文说。

目前，华为是欧盟框架计划METIS项目和5GPPP的董事会成员。5GPPP研究项目群已在2015年7月正式启动, 华为重点领衔参与了其中5个。华为还是英国5GIC的创始人之一，英国所有的主流运营商都参与其中。2015年9月，5GIC在英国开通了欧洲最大的5G空口验证外场。此外，华为还全面参与了中国IMT-2020 5G推进组的各项工作，成为了日本5G移动通信推进论坛(5GMF)、韩国5G Forum的重要研发合作伙伴。

除了华为投入巨资研究5G，华为还与全球50多所顶级大学开展5G联合研究，其中包括美国的哈佛大学、纽约大学、欧洲慕尼黑工业大学、瑞典皇家工学院、中国的清华、北大等，先后发表了250多篇论文。

开放合作是5G成功关键

5G要想取得最后的成功，童文认为，必须要建成一个主流的全球生态系统。这种情况下，与运营商和厂家之间的合作就显得非常重要，只有合作才能真正抓住关键的市场需求。

"这毕竟是一个商业市场，只有商业成功，技术才能成功；只有生态链成功，产业才能成功。"童文说，"5G发展必须要开放合作，与产业界、学术界、运营商和垂直行业合作伙伴共同推进。"

据童文介绍，华为已与全球移动运营商联盟组织NGMN的成员进行了密切合作，探讨5G需求、定义5G场景。包括中国移动、日本NTT DOCOMO、韩国LGU+、KT、欧洲沃达丰、德国电信、Telefonica、TeliaSonera、新加坡电信、俄罗斯Megafon，中东Etisalat等在内的20多家全球主流运营商，均与华为正式签署了5G合作备忘录。其中，华为将与俄罗斯Megafon合作为2018世界杯场馆提供5G试验网络覆盖，与中东Etisalat合作为2020世博会提供5G商用网络覆盖。

在与运营商的合作研究上，华为也取得了一系列突破性进展。比如华为联合Docomo、德国电信、沃达丰、中国移动等全球领先运营商，在成都部署了世界最大的5G低频外场，用于验证5G空口技术和网络架构。最新测试结果表明，已经可以在现有低频频段上实现了3.6G/秒的平均速率，同时还验证了华为提出的全套新空口技术可以在不增加天线和站址的情况下，比LTE的频谱效率提升3倍以上。

此外，6GHz的低频是5G的核心频段，超6GHz的高频是非常重要的补充。华为不仅在6GHz以下低频实现了全面突破，同样在高频也取得了突出进展。在2016MWC大会上，华为联合DT发布了在德国波恩部署的毫米波测试床，实现了70Gbps的峰值速率。

业界还有共识，为了充分满足各个行业的差异化需求，需要基于同一个物理网络，通过SDN/NFV的云化架构实现虚拟化的网络切片。同样是在2016MWC大会期间，华为联合DT发布了全球首个E2E网络切片样机，并现场展示了两种典型场景下的能力：远程机械实时控制的低时延业务和虚拟现实的eMBB业务。

在与垂直行业的合作方面，华为是欧洲5GVIA（5G垂直行业使能器）的创始人之一，近年来一直联合行业组织、标准组织、欧洲主流运营商和设备商，共同推进5G在辅助驾驶和自动驾驶、智慧医疗、智能制造、智能电网等垂直领域的应用。此前华为已经同国际四大知名车企签订了5G技术研究合作协议，并在德国启动了外场测试。2016年3月，华为还与世界四大工业机器人制造商之一的KUKA签署了战略合作协议，共同推进5G技术在工业4.0和智能制造领域的应用。

"5G首先需要有一个成功的产业链，然后才有可能在市场上取得成功。"童文最后说，"所以华为始终认为，开放合作才是5G成功的关键。"