大唐移動總工程師王映民:基于場景的5G技術(shù)和業(yè)務(wù)

在傳統(tǒng)移動通信收入進(jìn)入“收入增長越來越低于業(yè)務(wù)量規(guī)模增長”的當(dāng)下，對于運營商們而言，至關(guān)重要的是——重新認(rèn)識5G本質(zhì)，構(gòu)建價值網(wǎng)絡(luò)、培育新的收入增長點、實現(xiàn)服務(wù)及品牌增值。

中國信科集團(tuán)副總工程師，大唐移動副總經(jīng)理、總工程師王映民博士在“5·17電信日大會”上，作了獨到、全面且深刻的分析。

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5G面向場景——“場景連接”時代到來

他指出，1G到4G，都是面向少數(shù)單個業(yè)務(wù)的——1980年代的1G承載語音；1990年代的2G承載語音和文本；2000年代的3G承載多媒體；2010年代的4G承載移動互聯(lián)網(wǎng)。

在移動通信從1G到5G進(jìn)行跨代演進(jìn)的同時，計算技術(shù)也在進(jìn)行跨代演進(jìn)：小型計算機(jī)時代（始于1970年代）、個人電腦時代（始于1980年代）、桌面互聯(lián)網(wǎng)時代（始于1990年代）、移動互聯(lián)網(wǎng)時代（始于2000年代）、可穿戴計算時代（始于2014年）。

移動通信的跨代演進(jìn)、計算技術(shù)的跨代演進(jìn)，共同推動著2020年代（5G時代）的基本特征將是“大數(shù)據(jù)”“眾連接”“場景體驗”，這使得5G時代將是“場景連接”的時代。5G將提供相應(yīng)場景的聯(lián)合多維度信息通信業(yè)務(wù)服務(wù)，“5G將是面向‘場景’的?！蓖跤趁裰赋?。

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場景連接時代：5G概念，三大拓展

面向“場景”的5G，發(fā)展的驅(qū)動力何在？

一方面，從互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展史、移動通信業(yè)務(wù)的發(fā)展來看：1990年代是個人電腦盛行、移動通信業(yè)務(wù)主要是語音；2000年代是PC互聯(lián)網(wǎng)盛行、移動通信業(yè)務(wù)主要是數(shù)據(jù)；到了2010年代，互聯(lián)網(wǎng)、語音、數(shù)據(jù)融合發(fā)展，造就了移動互聯(lián)網(wǎng)的盛行。到了2020年代（5G時代），增強(qiáng)型的移動互聯(lián)網(wǎng)將會盛行——特征是“身臨其境”、“虛實結(jié)合”。

另一方面，從物體通信的發(fā)展看來：1990年代是獨立設(shè)備；2000年代以及2010年代的早期是機(jī)器間通信；2010年代后期是物聯(lián)網(wǎng)。到了2020年代（5G時代），物聯(lián)網(wǎng)將會進(jìn)一步發(fā)展——特征是“開始走向‘萬物互聯(lián)’”。

綜上， 5G發(fā)展的驅(qū)動力是：移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)。由此，王映民指出，作為場景連接的5G，相對于已有的移動通信系統(tǒng)的概念，有著3大方面拓展：

一是5G的網(wǎng)絡(luò)空間（社會形態(tài)）方面——既有增強(qiáng)移動寬帶（eMBB），也有物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。網(wǎng)絡(luò)空間與人類社會及物理世界有著更為緊密的相互作用和耦合關(guān)系。

二是5G的商業(yè)模式（使能技術(shù)）方面——既有公眾消費應(yīng)用，也有垂直行業(yè)應(yīng)用，包括公共安全、交通運輸、汽車、電力、農(nóng)業(yè)、制造、教育、健康等。從公眾消費到垂直行業(yè)，需要有創(chuàng)新的商業(yè)模式來支持。

三是5G的研發(fā)模式（產(chǎn)業(yè)生態(tài)）方面——移動通信技術(shù)+信息技術(shù)，特征是“電信IT化，通信技術(shù)與信息技術(shù)深度融合”，趨勢有“平臺化”“軟件化”和“智能化”。

在上述3大方面的拓展下，5G將成為大數(shù)據(jù)/云計算/人工智能的基礎(chǔ)支撐技術(shù)、垂直行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的使能技術(shù)，必將廣泛而深刻地影響人類社會的發(fā)展。

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5G時代，場景連接

由此，王映民進(jìn)一步分析，移動通信系統(tǒng)提供的服務(wù)，從少數(shù)單個業(yè)務(wù)發(fā)展到豐富的多業(yè)務(wù)；新一代移動通信系統(tǒng)（5G）將會提供“場景連接”服務(wù)，即提供相應(yīng)場景的聯(lián)合多維度（用戶、環(huán)境、活動等）信息通信業(yè)務(wù)服務(wù)。

比如，下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（NGMN）提出了5G的7大垂直行業(yè)應(yīng)用場景——汽車、運輸與物流、健康與保健、智能城市與公用事業(yè)、農(nóng)業(yè)、媒體和娛樂、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

可見，“場景連接”是2020及未來信息社會的關(guān)鍵特征。

基于場景的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，將把人類社會帶入到一個新的時代。這需要以移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)、定位系統(tǒng)以及人工智能和信息安全的發(fā)展為支撐。

NGMN給出了上述5G七大應(yīng)用場景在多個維度的技術(shù)需求——實際體驗到的數(shù)據(jù)率；端到端時延；其他挑戰(zhàn)，包括終端密度、電池、覆蓋、移動性、定位、適應(yīng)性、遷移性、成本、貨幣化等等。

也即，為了適應(yīng)不同應(yīng)用場景需求，需要5G提供多維技術(shù)能力。王映民對此也作了詳細(xì)分析：

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5G基于場景的技術(shù)

5G系統(tǒng)中，場景有哪些？

“場景”的英譯為“Context”，包括用戶情景（標(biāo)識、與其他用戶的關(guān)系等）；物理情景（噪聲電平、溫度、濕度等）；網(wǎng)絡(luò)情景（連接、帶寬、協(xié)議等）；活動情景（發(fā)生了什么、何時發(fā)生的？）；設(shè)備情景（設(shè)備的標(biāo)識、定位、電量等）；服務(wù)情景（文件格式、顯示等）。

總之，5G的Context包含三大方面：用戶；環(huán)境和資源；業(yè)務(wù)和應(yīng)用。這些場景信息，廣泛涉及活動信息、質(zhì)量要求、地理信息、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、終端等級、電池電量、社交網(wǎng)絡(luò)情況、能源消耗、環(huán)境參數(shù)、信噪比，等等。

王映民認(rèn)為，“5G基于場景”具有兩方面含義：一是基于場景去設(shè)計、實現(xiàn)和應(yīng)用5G系統(tǒng)；二是5G系統(tǒng)具有感知并適應(yīng)場景的能力。

由此，他進(jìn)一步分析，場景連接的5G系統(tǒng)，具有三大關(guān)鍵：

① 場景的感知、決策和執(zhí)行；

② 多元異構(gòu)的感知終端、應(yīng)用數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行融合，滿足多維的場景體驗需求；

③ 通信與計算（及存儲）的結(jié)合，是突破傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的性能極限的重要方法。

從而，對于5G系統(tǒng)而言，網(wǎng)絡(luò)要“可編程”、空口要靈活、終端要智慧。由此，王映民進(jìn)一步指出，基于場景的5G技術(shù)，包括NFV&SDN、智慧終端、端到端網(wǎng)絡(luò)切片、先進(jìn)的多天線技術(shù)、靈活的空口設(shè)計、場景感知技術(shù)、資源管理和調(diào)度、高精度定位技術(shù)、可定制的邊緣計算、基于場景的安全、SiIP+SoIP模式等。

接下來，他介紹了其中的幾種技術(shù)：

① 基于場景的5G安全。5G時代，現(xiàn)實空間與網(wǎng)絡(luò)空間交織發(fā)展，“安全”成為支撐5G健康發(fā)展的關(guān)鍵要素。一是要建立“可信身份”，以在網(wǎng)絡(luò)空間中準(zhǔn)確識別網(wǎng)絡(luò)行為主體；二是用“可信實體”構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，實體內(nèi)建“可信免疫機(jī)制”；三是以“可信網(wǎng)絡(luò)”滿足5G多樣化應(yīng)用的場景需求，不同用戶可獲得不同安全保證等級的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

② 端到端5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片。針對基本移動寬帶、媒體、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器通信、無線醫(yī)療等不同5G垂直行業(yè)應(yīng)用，新的網(wǎng)絡(luò)和架構(gòu)可以用軟件來“定義和制造”定制的切片，以服務(wù)各行各業(yè)的不同需求。

③ 基于無線接入網(wǎng)的高精度定位技術(shù)。高精度定位技術(shù)將成為5G拓展應(yīng)用的使能技術(shù)，可在智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通等5G場景適配多種終端，實現(xiàn)基于5G蜂窩系統(tǒng)的厘米級定位能力。王映民進(jìn)一步介紹，具體地，應(yīng)用“分級定位”策略，引入主/輔定位參考信號P-PRS和S-PRS，P-PRS信號以周期性方式進(jìn)行發(fā)送，獲得“時間差TOA估計值”；而S-PRS以超低功率持續(xù)發(fā)送，獲得“連續(xù)相位估計值”；TOA估計值與相位估計值進(jìn)行聯(lián)合運算，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

④ 邊緣計算MEC。5G標(biāo)準(zhǔn)制定了UPF（用戶面功能）下沉方案，為邊緣計算提供了統(tǒng)一靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)?；跇?biāo)準(zhǔn)MEC架構(gòu)，可實現(xiàn)10ms以內(nèi)的端到端網(wǎng)絡(luò)時延，實現(xiàn)本地緩存、本地應(yīng)用、業(yè)務(wù)優(yōu)化、數(shù)據(jù)服務(wù)（如定位服務(wù)/車聯(lián)網(wǎng)）等MEC應(yīng)用。

⑤ SiIP（硬件IP）+SoIP（軟件IP）模式。王映民指出，基于應(yīng)用的系統(tǒng)級設(shè)計，采用“SiIP+SoIP”模式，是復(fù)雜的芯片和軟件系統(tǒng)的創(chuàng)新研發(fā)模式，滿足規(guī)?；投ㄖ苹枨?。可應(yīng)對SoC設(shè)計所面臨復(fù)雜度、低成本、同質(zhì)化、低功耗、產(chǎn)品上市時間等5大挑戰(zhàn)。

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5G基于場景的業(yè)務(wù)

在上述技術(shù)的支撐下，對于5G的3大應(yīng)用場景，王映民認(rèn)為，需要有差異化的5G組網(wǎng)部署——eMBB覆蓋熱點區(qū)域，并向全網(wǎng)覆蓋擴(kuò)展；uRLLC從熱點和線狀覆蓋啟動，培育垂直應(yīng)用；mMTC依托低頻段NB-IoT升級，實現(xiàn)深度覆蓋。

他介紹，大唐移動全力布局與5G結(jié)合點很強(qiáng)的行業(yè)領(lǐng)域，包括賽事/大型活動、教學(xué)培訓(xùn)、景點導(dǎo)覽、視頻監(jiān)控、網(wǎng)聯(lián)智能汽車、智能制造、智慧電力、無線醫(yī)療、智慧城市和產(chǎn)業(yè)園區(qū)等10個領(lǐng)域，探索并形成各具特色的業(yè)務(wù)解決方案，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈積極推動5G產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

很值得一提的是，在車聯(lián)網(wǎng)這一早期5G典型應(yīng)用領(lǐng)域，大唐移動目前可提供業(yè)界領(lǐng)先的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案——大唐移動“5G+網(wǎng)聯(lián)智能汽車”解決方案，提供車-路協(xié)同、編隊行駛、遠(yuǎn)程駕駛等三大類業(yè)務(wù)服務(wù)；在C-V2X商業(yè)模式方面，提出包括運營商、車企、行業(yè)業(yè)主、交通管理、應(yīng)用服務(wù)商的網(wǎng)聯(lián)智能汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)“共贏之輪”；已具備完善的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，可在車載V2X終端、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、安全/高效交通管理、智能車輛感知、應(yīng)用大數(shù)據(jù)等方面提供支撐，具有領(lǐng)先優(yōu)勢。

編后語：每一代的移動通信技術(shù)到來時，運營商都面臨很大的變革機(jī)遇。1G到4G都是面向單個業(yè)務(wù)，而5G的“場景驅(qū)動”特征明顯，將給人類信息社會的進(jìn)一步大發(fā)展提供動力——在這種前所未有的大機(jī)遇之下，運營商須及早充分利用基于場景的5G系統(tǒng)，針對各個垂直領(lǐng)域的不同應(yīng)用訴求、指標(biāo)要求各異的5G應(yīng)用場景、多類服務(wù)對象提供更為定制化的服務(wù)，迎接“場景連接時代”早日全面到來。