4.5G如何搭建通往5G的階梯？

本刊記者 | 黃海峰

4.5G如何搭建通往5G的階梯？

本刊記者 | 黃海峰

5G到來之前業界需要基于現有的LTE技術進行網絡演進，對新的應用進行逐步探索。4.5G 定義了5G到來之前的過渡階段，是通向5G的階梯。

在實現以5G為基石的全連接世界的道路上，產業界需要一個逐步發展的過程：探索業務發展、技術創新以及產業化“落地”措施。這是因為向5G網絡演進是一個復雜的系統工程，不可能一蹴而就，其業務發展和技術創新是相輔相成、互為促進的。

為此，華為在2014年率先提出了4.5G概念。在華為看來，5G到來之前業界需要基于現有的LTE技術進行網絡演進，對新的應用進行逐步探索。4.5G 定義了5G到來之前的過渡階段，是通向5G的階梯。

目前，4.5G正向實現Gbit/s下行速率以及基于窄帶的蜂窩物聯網技術（NB CIoT，Narrow Band Cellular Internet of Things） 兩個方向發展。華為也正在全力推動這兩個方向相關技術的標準化和商用進程。那么，4.5G有哪些發展方向？華為計劃如何發展？目前的商用進展如何？

概念雖不同，但向5G演進成共識

雖然其它設備商如愛立信、諾基亞等并沒有使用4.5G這個概念，但是都相應提出了5G的演進之路，其內容與華為的4.5G相同，也都在3GPP規范組織內推動相應的技術標準落地。

華為率先提出4.5G概念來標志這個過渡階段，更加有利于產業上下游伙伴達成清晰共識；也能夠更好地推動技術在市場上的應用發展。

事實上，因為4.5G是基于LTE的演進技術，因此對其部署有利于運營商網絡的平滑演進和對即有投資的保護。

與此同時，LTE FDD和TD-LTE兩種LTE制式，都需要業界制定邁向4.5G的技術演進路線。業界還要推動FDD與TDD在演進中逐步走向融合。

近日華為、軟銀、中移動等提出TDD演進技術，稱該技術為TDD陣營4.5G演進路線。4.5G是對LTE向5G過渡階段的標示，不局限于FDD或TDD。基于TDD技術也要向4.5G發展，兩種制式必然走向融合。

極致速率和窄帶雙向發展

日常社會生活以及垂直行業的各種應用對無線網絡提出了不同要求。其中社會生活娛樂需要極致的速率體驗，比如4K視頻、VR（虛擬現實）等；另一類如工業應用，只需要非常小數據傳輸能力就可以滿足要求，但需要非常低的成本，映射到技術上需要的是超低帶寬和與之對應的簡化無線通信協議。

為應對這兩個截然相反的無線網絡發展方向，華為在4.5G中提出了完美的融合方案。其一是實現下行1Gbit/s的網絡，另一個是NB CIoT。據悉，NB CIoT是基于窄帶的蜂窩物聯網技術，也是目前技術發展最成熟、端到端成本最低、部署最簡單的技術，可以幫助運營商快速發展IoT相關業務。

兩種技術方案都是基于現有的無線網絡平滑演進，并且可以共存，基于現有頻譜、共享同一套硬件。

以點帶面，引領4.5G產業逐步創新

任何一種技術要取得成功都必須要在功能和價格兩方面匹配市場的需求，其中價格往往比技術更重要。創新的步伐要匹配市場的發展節奏。

回顧歷史可以看到，全新的技術往往由于實施成本過高導致市場無法接受，最終結果是束之高閣多年，最終等到市場逐步發展起來后才漸漸實現產業化應用。

因此，在邁向5G的道路上，需要4.5G這樣的一個過渡階段，基于現在的LTE技術和網絡逐步創新，探索和培育市場發展；一步一步，最終實現全連接世界的美好目標。

華為正在推動多個支持4.5G的技術點并行發展，如256QAM、3D Beam Forming等，這些技術分別在3GPP標準中立項并形成標準。隨著市場應用條件的發展，這些技術點會逐步成熟，逐步推向市場。

上述每一個單點技術的部署成本都不高，可以快速進入市場進行檢驗并改進。這樣多技術點并行，逐步成熟后，最終整體網絡逐級提升。

3GPP R13、R14兩大版本夯實4.5G網絡基礎

為匹配市場發展的節奏，華為將推動多個技術創新點在R13和R14中的標準化——在5G到來前，完成網絡Gbit/s級速率提升，以及窄帶物聯網的部分市場成功。

在Gbit/s速率提升方面，華為正在推動4CC/5CC CA、256QM、LAA、3D Beam Forming等關鍵技術在R13版本完成標準化。比如載波聚合技術，目前4CC/5CC CA將在R13中完成標準化。華為將率先支持該技術，目前已經落入版本，并在明年達到商用。

此外，LAA也是R13的一個重要技術，華為的宏站和小基站都將支持此項技術，目前已經落入版本，明年達到商用。

在窄帶物聯網方面，華為將推動NB CIoT技術的標準化。NB CIoT是一種全新的技術，它使用窄帶組網，200KHz即可做全網覆蓋，上行信道僅需要5KHz，可以極大地提升芯片集成度，配套簡化后的協議算法芯片的復雜度和進入門檻都會降低。這樣做將促進NB CIoT的適用范圍和終端價格更易被市場接受。

4.5G已進入市場預商用階段

在實現4.5G的Gbit/s能力方面，業內幾個關鍵技術，如256QAM、4CC/5CC CA已進入商用網絡測試階段，預計2016Q1即可開始全面商用。

其它的創新技術如3D Beam Forming、LAA，也將在2016年Q1開始商用網絡測試。進一步看，后續SOMA/NOMA新空口技術、0.5TTI、Massive CA等技術，都將逐步在標準中立項,最終走向市場。

而NB CIoT技術標準一經提出，即得到運營商和垂直行業用戶的廣泛關注，可見該市場需求是真實且急迫的，也提醒華為要加快NB CIoT技術標準化的節奏和步伐，避免錯過市場發展的窗口。

在應用方面，華為已經與沃達豐聯合商用了智能水表。借助沃達豐的網絡，水表可以自動定期上報用戶的用水量，水務公司無需費時費力地專門派人挨家挨戶登記，極大地提升效率。而且，水務公司可借此進行大數據分析，比如在夏季提前預估用水高峰。

華為還與中國聯通進行了智能停車系統的商用，用戶可以通過手機APP查看附近可用的停車庫以及具體的停車位和收費標準。該系統還支持導航功能，也將應用在即將建成開業的上海迪士尼主題公園。

據悉，基于市場的需求以及對NB CIoT技術的信任，上海申迪、上海聯通與華為簽署了三方戰略合作協議，進一步基于NB CIoT提供更多的物聯網智能應用。

聚焦客戶需求，共同促進物聯網發展

物聯網是公認的下一個無線互聯網“藍海”市場，市場想象空間巨大。但如何使物聯網技術以市場可以接受的價格逐步應用起來，并進一步促進技術發展，需要產業鏈上下游設備供應商和運營商共同協同。

目前，華為與世界領先的運營商（如歐洲的沃達豐、德電、法電，北美的貝爾、TELUS等，中國的中國聯通、中國移動等大T）多次深度交流達成合作共識，將以需求牽引技術發展，幫助運營商在4.5G時代為全球用戶提供物聯網服務。

在7月GSMA舉辦的物聯網大會上，芯片巨頭高通也明確表示希望NB CIoT盡快標準化。高通將提供標準化的芯片和平臺，屆時垂直行業的第三方模組和產品集成供應商都可以基于高通的芯片快速推出滿足客戶需求的NB CIoT終端產品。

技術的發展需要以客戶需求為導向，才能確保技術創新是市場所需要的。面向未來，華為將聯合產業各方加快推動NB CIoT標準化，抓住市場開啟的窗口，促進行業整體發展。