华为首提4.5G概念 预计在2016年商用
华为首提4.5G概念 预计在2016年商用
随着人们观看高清视频的频率越来越高，以及运营商拓展垂直市场、进军物联网的需求日趋凸显，现有的LTE网络已经无法满足市场不断增长的需求。为此，华为提出了全新的4.5G概念(4.5代移动通信技术).
目前，中国三大运营商仍在加紧部署4G网络。而从2009年第一个LTE网络诞生至今，全球已有112个国家部署了331张4G网络。尽管欧洲、日韩和美国的运营商和相关机构已经开始进行5G研究，但预计5G的正式商用要到2020年。
面对至少5年的机会窗，华为认为，推4.5G既可以保护运营商的投资，同时还可以帮助运营商积极拓展垂直市场、物联网等领域。
4.5G预计在2016年商用
“4.5G核心是4G的演进，它并不是革命性的，而是在4G基础上的技术演进。”华为无线网络业务部LTE产品线总裁王军表示。
据其介绍，相对于目前美欧、中国、日韩等国家大量部署的4G网络而言，4.5G网络将在带宽、网络容量、时延等方面获得提升。具体来说，可以实现随时随地的100Mbps(兆比特每秒)连接速度，网络时延将从目前4G的几十毫秒缩短到10毫秒，并能支撑300亿量级的连接数，从而支撑人与物之间的连接，以及部分物与物的连接。
众所周知，通信技术从1G到4G的变化都是革命式的。在2G时代只能打电话；到了3G时代可以上网浏览网页，看一般的视频；进入4G时代则可以很流畅地观看高清视频。那么，4.5G时代人们能做些什么呢？
“简单举一个例子，就是支持4K的分辨率高清视频。”王军说。据了解，随着人们在移动终端上看高清视频的频率越来越高，支持1080P(分辨率1920×1080)的手机已经成为主流，而支持2K、甚至4K(分辨率3840×2160)的手机已经出现。4K大约需要40Mbps的传输速率，而4G百兆的带宽已经不能满足单用户数十兆甚至上百兆带宽的需求，所以只能依靠4.5G.
此外，物联网包括车联网、远程医疗等为代表的应用对网络低时延越来越苛刻的要求，如车联网、智能驾驶等需要10ms(微秒)以下的时延，而当前4G端到端60ms以上的时延并不能支持物联网的发展。网络需要进一步减少从接入网、核心网到传输网的处理时延。
事实上，对于华为而言，做4.5G是经过深思熟虑的结果。“我们做4.5G为了更好地保护运营商的投资，因为现在全世界百分之五六十的运营商都已经建设了LTE(移动通信长期技术演进网络)，但是它们建设了LTE之后非常迷茫，5G的标准已经开始制定了，目前能够看到的5G的商用时间是2020年，也许在中国晚一点，到2022年，在这么长时间里面，4G的投资能不能得到保护，所以在这个阶段，2016年到2022年这么一段时间内，我们推出4.5G，是对运营商在4G投资的一种保护。另一方面，运营商通过4.5G的网络部署，能够拓展它整个业务范围，因为4G还是以人和人的连接为主，到4.5G人和物的连接，物和物的连接，像我刚才讲的LTE-M，智能家居，远程控制，远程医疗，这些业务都能拓展，它能向垂直行业，而不仅仅卖个数据，卖个语音，而是能够向垂直行业去发展，这个对运营商的业务拓展来说，也是非常好的。”王军表示。
在华为的规划里，4.5G网络预计将在2016年开始正式商用。“未来4.5G，一定会在2016年在某一个大城市，某一个高端的运营商，能够率先实现4.5G的商用。至于国内的整个发展相对于海外可能会有一定的滞后性，当然也不排除，中国某一个运营商，对4.5G技术非常感兴趣，在这块先拔头筹，但是不管怎么，技术已经准备好了。”王军表示。
围绕4.5G做大产业
从4G过渡到4.5G，有业内人士担忧是否可以在国内的TD这两种制式上直接升级。
对此，王军介绍道，现在制式还分FDD(频分双工)和TDD(时分双工)，FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和传送，中间用保护频段来分离接收和传送信道。而TDD则在上行和下行通信使用同一频率信道(即载波)的不同时隙，用时间来分离接收和传送信道。FDD在海外应用非常广，TDD在中国移动，中国移动一个运营商相比海外有非常多的国家的站，应用也非常好。到4.5G时代就是LTE，我们不需要区分FDD还是TDD的技术，4.5G是TD的演进，到未来，真能够实现YLTE，4.5G就实现这个。
“在华为公司FDD和TDD是两条产品线，在4.5G是一个工作组来统一负责，也就是它是YLTE。从技术发展也是支撑的。”
同时，这种升级并不会让运营商带来过多的设备采购支出。“从投资上来说，我们是希望通过4.5G能够最大限度地保证运营商在4G上面的投资可持续性。”王军表示，在4.5G上，因为我们的空口是兼容的，我们所有技术都是反向兼容前面的技术，所以对于它的投资是非常大的保护，也许它会为了实现新的功能，会加一些为了实现这个功能的硬件，也许为实现这个功能，会买一些实现这个功能的软件，但是目前整体的投资是得到保护的，那么它通过一些新增的小部分投资，来拓展它整个垂直行业。
从目前来看，包括爱立信、诺基亚、阿尔卡特朗讯，对4.5G的技术都有期待的。王军认为，因为这个对于大家来说都是一个好事情，特别是对运营商来说，既能保证4G投资，又能对垂直行业进入带来非常大的机会，对大家来说都是好事情。
“我们其实在很早之前就开始研究相关的4.5G的技术，同时我们跟业界的很多，包括跟我们的伙伴，包括运营商，我们都密集跟他们在探讨4.5G合作的应用。”王军表示，未来也可能不叫4.5G，有别的名字，但很显然业界都会走在技术演进的路上。
对于华为而言，在首次提出4.5G的概念之后，更重要的是围绕4.5G能够把产业做大。“我们现在在自己写标准，自己在创造技术，新的技术，自己卖产品，从而引领产业发展，同时我们希望有更多的设备商，像我们一样的设备商和运营商，我们一起围绕4.5G能够把这个产业做大，因为这个产业真正能够给客户，能够给我们的运营商带来发展，带来整个产业的一个扩大。”
趋势
4.5G改变未来
救护无人机
荷兰代尔夫特理工大学工程系的学生亚历克·莫蒙特研制了一款可携带去纤颤器的救护无人机，能够快速飞抵心脏病发作的患者身边，以免错过拯救生命的最佳时机。欧盟每年有大约80万人心脏骤停，只有8%的人幸存。造成如此低的存活率的主要原因在于应急部门需要大约10分钟的响应时间，而心脏骤停后大约4到6分钟便会导致脑死亡和最终的死亡。救护无人机能够用最快的速度将医疗器材送到周边12平方公里内的患者身边，将存活率从8%提高到80%。这款无人机的原型引起了应急部门的兴趣，包括阿姆斯特丹的应急部门，有希望在5年内打造一个应急无人机网络，覆盖整个荷兰。
这些对于当前的2G/3G/LTE的网络都有非常大的挑战，可以说是无法完成的任务。
首先基于当前的无线网络，整个端到端的时延需要50ms甚至更多，无法做到远程实时操作，而基于4.5G的端到端时延能够达到10ms，这使得远程的实时控制成为可能。
另外，4K的超高清视频回传需要随时随地40Mbps的带宽需求，当前LTE网络需要建设更多的站点才能满足这个要求，而4.5G通过空口技术的提升，融合更多载波等方案就能解决这样的挑战。
车联网
车联网应用，对于交通管理部门最重要的目标是预防交通事故的发生，减少伤亡、损失。美国公路交通安全管理局(NHTSA)发现，包括“左转辅助”和“交叉口移动辅助”在内的V2V(Vehicle to Vehicle)技术，每年可以预防59.2万起车祸，拯救超过1000人的生命。通过V2V系统可在每秒钟交换10次位置信息，如行驶方向和速度。如果发现任何左转车道上的危险车辆，其他司机会收到警告信息，及时进行制动。
类似的应用对于无线通讯网络提出更高的要求，具体的来说，就是端到端的时延。以一个60km/h的汽车来说，50ms的时延制动，汽车将开行达1m，而10ms的时延制动，汽车开行仅仅16cm，这将大大降低事故发生的概率。
而对于用户来说的下一阶段的车联网将是自动驾驶/无人驾驶。将来车车之间会相互通信，500m范围内，车车之间会相互发送信息，将自身的运动状态通知其他车辆，便于周围车辆相应作出反应，例如两车将要并入同一个车道，或者前方将有交通拥堵等等。通过车车之间的通信和道路系统提供的辅助信息，以及路况、地形等信息，使得车辆得以自动驾驶，做到车、路、人、环境真正统一和融合。这些需要4.5G的LTE-direct，更低的时延等技术来支撑。
救灾
现在每个人都有手机和智能手环等智能穿戴设备，但是手机、手环都有明显的局限性，一个是依赖现有的2G/3G/LTE网络的覆盖信号，而无线信号会有衰减的问题，例如如果从室内到基站之间有多个墙的情况，2G/3G/LTE将会没有信号覆盖。另外手机、手环的一个问题就是耗电快，无数的影片和事实都说明在救灾场景，终端的待机能力的重要性。
窄带M2M是4.5G的一个关键技术，这个技术能够提供比2G/3G/LTE更好的穿透能力(深度覆盖能力)，可以穿透倒塌的建筑残骸直到地下。这样，通过窄带M2M的信号能够很快定位受灾人员，如果配合手环的功能，还可以将生命体征传递到搜救人员。另外基于窄带M2M的芯片具有低功耗的优势，甚至可以保持多达10年的待机能力。这种芯片价格也会非常便宜，低至1~2美元，这样可能这个芯片会被广泛应用。基于这样的技术广泛应用，整个无线网络的连接数目也将成倍增加。