未來移動(dòng)通信論壇│楊璟珂

5G以用戶體驗(yàn)為設(shè)計(jì)起始點(diǎn)

未來移動(dòng)通信論壇│楊璟珂

未來移動(dòng)通信論壇 ● 5G專欄

從1G到4G，峰值傳輸速率、帶寬往往是一代技術(shù)的標(biāo)志，然而5G則不同，雖然提出了“千倍容量”這一目標(biāo)，但是5G設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)在于用戶體驗(yàn)。

5G不僅是移動(dòng)通信技術(shù)的一次革命，同時(shí)也是移動(dòng)通信設(shè)計(jì)理念的一次革命。聯(lián)想研究院無線技術(shù)研究總監(jiān)蔣曉華指出，以用戶體驗(yàn)為設(shè)計(jì)起始點(diǎn)的5G時(shí)代，與用戶關(guān)系最為緊密的業(yè)務(wù)和終端將實(shí)現(xiàn)新的跨越。

5G時(shí)代將出現(xiàn)顛覆式應(yīng)用

蔣曉華指出，縱觀2G、3G、4G的發(fā)展，從業(yè)務(wù)應(yīng)用的角度來看，2G到3G是一次質(zhì)的飛躍，以語音和短信為主的功能機(jī)逐漸被智能機(jī)所淘汰，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用大量涌現(xiàn)，催生了iPhone這樣跨時(shí)代的終端產(chǎn)品橫空出世。而從3G到4G，從技術(shù)發(fā)展的層面來看無疑又是一次革命性的跨越，網(wǎng)絡(luò)速度大幅提升，諸如時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題的確大有改觀，然而毋庸諱言，隨著4G時(shí)代的到來，人們并沒有看到顛覆式應(yīng)用的出現(xiàn)，“也可以說到目前為止還沒有看到質(zhì)的變化，應(yīng)用還是那些應(yīng)用，當(dāng)然體驗(yàn)會(huì)更好?！笔Y曉華說。

蔣曉華認(rèn)為，未來5G的到來，將在業(yè)務(wù)形態(tài)上帶來巨大變化，這種變化甚至將超過2G到3G的變化。5G之所以能給業(yè)務(wù)體驗(yàn)帶來翻天覆地的變化，是因?yàn)?G的設(shè)計(jì)目標(biāo)與此前相比有了很大的不同。從1G到4G，設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)是技術(shù)指標(biāo)的提升，峰值傳輸速率、帶寬往往是一代技術(shù)的標(biāo)志，然而5G則不同，雖然提出了“千倍容量”這一目標(biāo)，但是5G設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)則在于用戶的體驗(yàn)?！按饲拔覀兺鶑?qiáng)調(diào)能‘提供’多高的速率，而5G時(shí)代則更加強(qiáng)調(diào)用戶能‘獲得’多少速率?！币虼擞脩趔w驗(yàn)速率、反饋時(shí)間等指標(biāo)成為了重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。

蔣曉華特別強(qiáng)調(diào)了功耗的重要作用。5G時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)是移動(dòng)通信發(fā)展的兩大驅(qū)動(dòng)力，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，將數(shù)以千計(jì)的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，而多樣化的設(shè)備對(duì)功耗有了更高的需求?！澳壳半m然也考慮了功耗與成本的需求，但是只能滿足智能手機(jī)，而未來將要興起的智能穿戴設(shè)備和大量的物聯(lián)網(wǎng)接入終端對(duì)于功耗的需求則遠(yuǎn)未達(dá)到?！笔Y曉華說。

此外，蔣曉華指出未來業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景將發(fā)生很大變化，對(duì)于技術(shù)指標(biāo)的需求也將發(fā)生變化。例如目前的傳輸速率主要滿足下行傳輸速率，而未來5G時(shí)代將出現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等殺手級(jí)業(yè)務(wù)，為了滿足用戶的極致體驗(yàn)，這些業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)需要大量的的云端識(shí)別和云端計(jì)算，需要用戶周邊的環(huán)境數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行上傳。這與目前瀏覽網(wǎng)頁、觀看視頻等應(yīng)用場(chǎng)景有很大的不同，因此“在5G時(shí)代上傳速率的提升顯得更為重要”。

5G將賦予終端新契機(jī)

對(duì)于普通用戶來說，他們并不能“看到”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的革新和無線空口技術(shù)的變革，作為移動(dòng)通信的主要承載者，終端的變化將直接影響到用戶的感受。從2G到3G，智能終端的興起使用戶的感受發(fā)生了質(zhì)的飛躍，蔣曉華認(rèn)為5G時(shí)代移動(dòng)終端也必將發(fā)生重大變化，而智能穿戴設(shè)備的普及將成為5G時(shí)代的標(biāo)志性變革。

“穿戴式智能設(shè)備”是應(yīng)用穿戴式技術(shù)對(duì)日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)、開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備，蔣曉華認(rèn)為穿戴式設(shè)備代表著未來的發(fā)展趨勢(shì)，與目前的智能手機(jī)相比，穿戴式智能設(shè)備與用戶的關(guān)系更為密切，由于可延續(xù)性地穿戴在人體上，穿戴式智能設(shè)備更可以保證用戶隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合未來的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，穿戴式智能設(shè)備將成為用戶未來無線便捷生活不可缺少的一部分。

穿戴式智能設(shè)備是近年來的一個(gè)熱點(diǎn)，在通信領(lǐng)域的學(xué)術(shù)界和工業(yè)界一直都備受關(guān)注，由于看到了穿戴式智能設(shè)備的未來使用前景，谷歌、蘋果、聯(lián)想等諸多科技公司開始在這個(gè)全新的領(lǐng)域深入探索。蔣曉華認(rèn)為，穿戴式智能設(shè)備的商用還遠(yuǎn)未成氣候，從目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來看，其商用的時(shí)機(jī)還未成熟。

在蔣曉華看來，之所以目前無法形成大規(guī)模商用，并不是市場(chǎng)沒有準(zhǔn)備好接納穿戴式智能設(shè)備，而是目前的網(wǎng)絡(luò)狀況、所能達(dá)到的功耗等方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足穿戴式智能設(shè)備的需求。特別是功耗方面的限制，“我們并不是不需要穿戴式智能設(shè)備，而是目前的功耗無法支持穿戴式設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航”。由于功耗太高，目前穿戴式智能設(shè)備還不能直接接入蜂窩網(wǎng)，而是依賴于智能手機(jī)藍(lán)牙、WLAN等方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入，“即使是這樣，電池的續(xù)航能力也依舊不理想。”這與穿戴式智能設(shè)備隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，穿戴式智能設(shè)備的優(yōu)勢(shì)也未體現(xiàn)出來。

而另一方面，雖然出現(xiàn)了手環(huán)、眼鏡等產(chǎn)品形態(tài)，穿戴式智能設(shè)備還沒出現(xiàn)一個(gè)被廣泛認(rèn)同的產(chǎn)品形態(tài)。因此，如同在智能手機(jī)時(shí)代iPhone的出現(xiàn)定義了智能終端形態(tài)一樣，“業(yè)內(nèi)也在等待與iPhone類似的‘劃時(shí)代’產(chǎn)品的出現(xiàn)?！笔Y曉華說。

毫米波技術(shù)成為重要選擇

用戶體驗(yàn)的飛躍式變革歸根結(jié)底還需要依賴于數(shù)據(jù)速率的提升，在蔣曉華看來，從3G到4G用戶體驗(yàn)之所以沒有發(fā)生質(zhì)的變化，很重要的一個(gè)原因是受到速率的限制。雖然4G的無線空口技術(shù)已經(jīng)逼近了香農(nóng)極限，但是對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)來說，仍受到傳輸速率的限制。因此雖然5G并不單純以技術(shù)指標(biāo)的提升作為目標(biāo)，但是對(duì)于速率的要求仍然是5G實(shí)現(xiàn)的題中之義。

蔣曉華認(rèn)為，速率難以提升的關(guān)鍵在于頻譜資源的不足。因此應(yīng)用高頻段的毫米波技術(shù)將成為5G的重要選擇。目前毫米波技術(shù)已經(jīng)成為了5G研究的熱點(diǎn)，未來毫米波網(wǎng)絡(luò)將與蜂窩網(wǎng)、WLAN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共存，憑借高速率和支持高速移動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，毫米波將對(duì)蜂窩網(wǎng)和WLAN形成有效的補(bǔ)充。

蔣曉華說，5G時(shí)代將以用戶為中心，通過云端整合多種應(yīng)用服務(wù)、各種類型的終端為用戶服務(wù)。在這種情況下，毫米波網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)需要考慮滿足各種類型終端設(shè)備，尤其是大量的消費(fèi)電子產(chǎn)品的接入和使用需求。包括短距離的高速接入、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的無縫切換服務(wù)、低功耗、對(duì)于移動(dòng)性的支持、基帶系統(tǒng)復(fù)雜度的降低、高速上行速率等。

據(jù)悉，針對(duì)5G的傳輸，聯(lián)想研究院目前已經(jīng)完成60GHz載波頻段的毫米波通信系統(tǒng)原型開發(fā)，采用頻域均衡的單載波系統(tǒng)，設(shè)計(jì)速率達(dá)到2.5Gbit/s, 能夠非常流暢傳輸高清視頻。60GHz因?yàn)檠鯕馕盏挠绊懰ヂ漭^大，不適合長(zhǎng)距離傳輸，但另一方面也正因?yàn)槿绱?，抗干擾性和安全性較好，比較適合對(duì)傳輸速率和安全性要求較高的短距離傳輸。

蔣曉華

聯(lián)想研究院無線技術(shù)研究總監(jiān)，負(fù)責(zé)無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和無線通信芯片的研發(fā)，在無線通信、音視頻數(shù)字信號(hào)處理、高性能計(jì)算和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域均具有豐富經(jīng)驗(yàn)。

編輯｜魯義軒 luyixuan@bixintong.com.cn