AI携手5G 打造改变世界的“核动力”

摘要：曾经，大家以为5G很遥远，伸出手却不可及。现在，5G离每个人的鼻翼都非常近，人们可以很强烈感受到它的热度。

来源：IT时报

作者：钱立富

网络是所有互联网应用的基石，尤其是对于数据有饥渴性需求的人工智能。现在能想象到的人工智能时代，是一个人人、物物皆数据的时代，而能否将这些数据实时传输至人工大脑中，是最终计算结果是否准确的关键因素。随着5G正式商用的时间点越来越近，AI将真正来临。

5G，真的要来了！

全球5G第一阵营扫描

曾经，大家以为5G很遥远，伸出手却不可及。现在，5G离每个人的鼻翼都非常近，人们可以很强烈感受到它的热度。从全球范围来看，中国、美国、韩国和日本，是5G发展的第一阵营，各家主流运营商都在摩拳擦掌，准备抢夺5G发展的先机和制高点。

中国：发展5G不仅是运营商的事

从跟随到突破，从突破到同步，在即将到来的5G时代，中国将目标定为“领跑者”之一。为了实现“5G引领”的目标，中国对待5G发展高度重视，将5G视为信息通信技术领域的战略性发展重点，并出台了一系列重磅政策。换句话说，发展5G不仅仅是中国运营商的事情。

从实际情况来看，中国5G进程迅速，实现“2019年预商用、2020年正式商用”的目标乃是板上钉钉。

走独立组网之路

中国的5G技术研发试验于2016年初全面启动，分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段推进实施。这些试验为5G在中国的商用奠定重要基础。

完成了前两阶段的试验后，2018年中国的5G技术研发试验进入了第三阶段，并将在年内完成。进入第三阶段，意味着中国5G技术试验已经顺利“小学毕业”，正式进入“中学阶段”。5G技术研发试验第三阶段是5G实现商用之前的关键一步。

在5G组网方面，分为非独立组网和独立组网两种方式。去年12月，3GPP组织通过5G非独立组网的第一版本。爱立信东北亚区首席市场官张至伟对《IT时报》记者表示：“按照业界的共识，2018年6月Rel-15正式发布，这是第一个完整5G标准。这个时间点之后，所有的供应商和业界的网络产品就可以进行一些商用化量产。”

所以在今年上半年参加第三阶段测试的企业中，较多企业仍是采用非独立组网方式。不过从工信部人士和产业界人士的表态来看，中国仍倾向于独立组网方式。在今年初，中国电信率先明确走独立组网之路，之后中国移动也明确表示采用独立组网标准，这些因素都有利于后续引领产业链的发展。

现在三家运营商已经如火如荼地开展5G规模试验，扩大5G试点城市范围。

重磅政策加码 带来加速度

就在运营商热火朝天开展5G试验的同时，4月下旬，国家发改委、财政部又送来红利。两部委联合发文，降低部分无线电频率占用费收费标准，其中对于5G 公众移动通信系统频率施行“头三年减免，后三年逐步到位”的优惠政策。

这将有效降低运营商5G网络的部署成本，长城证券的分析报告认为，仅考虑目前已经确定的频谱规划，运营商第1-3 年每年将节约约40 亿，第4-6 年每年将分别节约约36 亿、31 亿、27 亿元，第7 年开始每年将节约约22.5 亿元频率占用费。和国外运营商需要花费巨资竞拍5G频谱相比，中国运营商在这方面应该是相当幸福的。

除了降低5G频谱占用费，发改委此前还将三家运营商的“5G 规模组网建设及应用示范工程”列为2018年新一代信息基础设施建设工程支持项目名单，给予真金白银的支持。比如在上海虹桥商务区，上海电信和虹桥商务区管委会正联手打造国内首个5G示范区，这也将是长三角最大规模的5G组网建设示范区域，2020年将在该区域完成50个站点左右的5G规模覆盖网络。

而在频谱资源方面，工信部早在第三阶段测试前就拟好了5G中频工作频段，去年11月工信部发布了《关于第五代移动通信系统使用3300－3600MHz和4800－5000MHz频段相关事宜的通知》。由此，我国成为国际上第一个发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。

目前，我国5G研发正在稳步推进中，按照目前的规划，今年底将完成5G预商用设备研发，2019年上半年完成商用设备研发，2019年下半年第一批5G手机终端也将出现。三家运营商的5G商用时间表也比较一致：2019年预商用，2020年正式规模商用。

从跟跑、突破到引领，中国已经成为5G标准的总设计师之一，甚至可以说中国代表了世界5G最高水平。近日，美国无线通信和互联网协会通过领先电信咨询公司Analysys Mason对全球5G竞争现状进行了研究和分析。从结果显示来看，中国在5G整体准备方面超过美国，具备领先优势，而韩国紧追其后。

“标准、系统设备、终端、业务上形成的综合实力，让中国在5G领域前面已无领跑者，我们必须要跑在前面，这是时势使然。”电信业专家项立刚表示。

美国：5G在路线之争 和口水纷飞中前行

为了5G，美国几家运营商之间口水纷飞，AT&T和Verizon竞相表示自己要成为全美第一家推出5G服务的运营商，两家彼此谁也不服谁。而刚刚宣布与Sprint合并的T-Mobile则一直对AT&T和Verizon冷嘲热讽，对Verizon总拿5G吊大家胃口的做法“嗤之以鼻”，对AT&T“5G Evolution”计划贴上了“假5G”的标签。喧嚣的背后，折射出的是美国运营商对5G极其热衷和5G初期不同运营商在技术路线上的差异。

Verzion从固定无线

5G入手

去年底Verzion宣布，2018年下半年将在美国3-5个市场推出5G服务。同时，从Verzion披露的详细信息来看，它在2018年所推的5G为固定无线5G(Fixed Wireless 5G)。

就在5月初，Verzion重申将在2018年底推出固定无线5G，并称首先是在萨克拉门托进行部署。

美国另一家运营商巨头AT&T对固定无线5G也有兴趣，不过不像Verzion那么热衷，去年AT&T在奥斯汀测试固定无线5G。

所谓固定无线5G，就像现在人们将4G转变为WiFi接入使用一样，在5G基站覆盖范围，用户家中安装转换器，也可以将5G信号转换为室内高速WiFi。

“固定无线5G是Verizon在5G部署上的第一阶段，它并不是完全取代光纤宽带，而是在光纤不易部署、成本比较高的偏远地区，利用这种无线的方式为用户提供高速上网服务”。Verizon院士、华人科学家欧阳晔博士对《IT时报》记者表示。

另一家运营商T-Mobile则对这种做法非常不看好，主要是因为固定无线5G是基于毫米波技术，而“毫米波5G”由于频率太高（28GHz），存在许多难以解决的技术难题。

不过就在最近，Verizon公司CEO 对外界唱衰的论调进行了回击。Lowell McAdam表示，Verizon 固定无线5G发展远远领先于怀疑者对手的预期，而怀疑者在过去两年错失了机会。

AT&T用“5G Evolution”打“地基”

Verzion在5G部署上的第一步，是固定无线5G，“第二阶段是提供符合3GPP 5G NR标准的5G服务”，欧阳晔博士表示。

另一家美国运营商巨头AT&T的5G部署也是采取了分步走的策略，最终提供符合3GPP标准的5G服务。不过和Verzion有所差异的是，AT&T将第一步聚焦在“5G Evolution”（5G演进技术）上。

今年4月，AT&T宣布在117个新的城市提供了“5G Evolution”服务，包括迈阿密、达拉斯等，使得总数量达到141个城市。AT&T计划在年底前覆盖500座城市。

“5G Evolution”可以提供400Mbps的理论峰值速度。更确切地说，“5G Evolution”是LTE网络的升级，利用4x4 MIMO和3路载波聚合等技术，为用户提供更高速率，并在准备就绪时升级到5G。

AT&T方面回复《IT时报》称，建设5G就像搭建一所房子，首先是要打好基础，推出“5G Evolution”和LTE-LAA（通过载波聚合将未授权频谱与授权频谱相结合,以增加网络容量）就是在做这样的事。而SDN（软件定义的网络）则是5G房子的框架，如同是墙壁中的布线、管道，虽然看不到它，但确实房子所必须的。有了坚实的基础和框架，5G这所房子就能顺利搭建起来。

最终，AT&T的目标也是提供符合3GPP标准的移动5G服务。

相比AT&T和Verizon，美国另一家主要运营商T-Mobile的目标则是直接推出“真正的、移动的、全国性的5G”,希望借此超越其竞争对手。而且，随着今年4月T-Mobile与Sprint宣布合并，将给新公司在5G上的部署带来更大推力，尤其是在频谱资源上，将会有更齐全的网络频谱。但对这家运营商来说，最大的挑战是时间，合并过程可能会耗时一两年时间，对于竞争对手来说，在这段时间可以干很多事情，新T-Mobile有可能会失掉先手。

韩国：用更彻底的共建共享推动5G发展

通过共建共享的方式，来推动通信业快速发展、减少重复投资，不仅是中国这样做，韩国也是这样，而且更加彻底。在5G发展方面，韩国正试图通过共建共享的方式，降低5G网络大规模投资带来的不确定性风险，以期在2019年3月完成全球第一个5G商用网络部署。这种共建共享，不仅仅涉及到韩国三家主流运营商，还包括和5G部署相关的单位，比如说地铁、电力等等在内。

而对KT(韩国电信)、SK电讯、LG U+这些韩国运营商来说，目前最关注的事情莫过于今年6月举行韩国5G频谱拍卖，这也在很大程度上影响各家5G部署的进程和策略。

运营商连室分系统

都要共享

在中国，铁塔公司是通信业共建共享模式的产物，三家运营商主要共享铁搭站址，天线等设备仍是各家运营商自己部署。

而从被披露的韩国科技信息通信部文件来看，韩国在5G发展方面的共建共享，会更加彻底。

一方面，这种共建共享不仅包括基站、铁塔等，还包括天线、管道，尤其是室内分布系统也要共建共享。韩国科技信息通信部认为，在5G时代室内覆盖是重点领域，共建共享模式可以降低部署成本，扩大室内覆盖面积。

根据文件披露的信息，韩国计划对运营商的共建共享出台具体措施。比如，针对已建成3年以上的基础设施，政府对共享方提供奖励措施，对于3年以内建成的基础设施，强制要求运营商开放共享。

另一方面，韩国在5G上的共建共享并非只针对电信运营商，实际上这是系统性的共建共享，和5G发展相关的部门都被囊括进来，比如市政部门，路灯、电线杆、交通灯等都是共享的对象。

韩国科技信息通信部认为，开放电信基础设施，低成本提供高质量的5G服务是韩国5G建设的大方向。如果共享网络基础设施，避免重复投资，韩国将在未来十年内节省大约1万亿韩元（约合9.35亿美元）。

不一样的5G

频谱拍卖

除了共建共享，韩国通信主管部门还敲定了5G频谱的拍卖时间和具体内容，这些将加速韩国5G业务的商用化进程。

韩国5G频谱拍卖将在6月15日举行，共拍卖2680M带宽的频谱资源，其中包括位于3.5GHz频段上的280M带宽，和位于28GHz频段上的2400M带宽。在拍卖价格方面，每家运营商可以在3.5 GHz频段上竞价购买100M带宽，底价为2.65亿韩元（约合25亿美元），频谱使用期限为10年，而在28GHz频段上，1000M带宽的拍卖底价在6216亿韩元（约合5.8亿美元），频谱使用有效期为5年。

对比来看，5G频谱的拍卖底价高过之前4G频谱拍卖时的底价，这让韩国运营商有些怨言。韩国电信一项研究显示，韩国政府设定的5G频谱拍卖底价是最近英国5G频谱拍卖价格的近两倍。频谱分配过高的价格，有可能导致5G移动服务资费的上涨。

韩国5G频谱的拍卖方式，也在运营商内部引起分歧。韩国通信主管部门设计了两种拍卖方案，一是通行的价高者得做法，二是平等地分给三家移动运营商。目前来看，韩国通信主管部门倾向采用第二种拍卖方式，以阻止竞标过度竞争和为获胜者带来高昂的频谱成本。 但是SK电讯方面对此不满，它希望得到更多频谱资源。而KT和LG U+则支持平等分配方案，并表示这将确保服务和费用方面的公平竞争。

但不管怎样，这次5G频谱拍卖将会大力推动韩国5G发展，尤其是3.5GHz频段上的280M带宽的资源拍卖，这是国际上达成共识的5G中频段。

日本：借奥运东风推动5G发展

虽然和美国、韩国同属第一阵营，但是从商用进程时间表来看，日本5G发展稍微迟缓。美国运营商已经表示要在2018年开始提供5G服务，韩国也表示会在2019年提供5G服务。而从NTT DoCoMo、软银等这些日本运营商的态度来看，似乎不为提早推出5G而着急，他们的目标仍是2020年。

起步早 技术积累深厚

早在2016年9月，软银就启动了面向下一代高速通信标准的5G项目“5G Project”，首次将5G技术之一的Massive MIMO（大规模天线）投入使用。

之所以采用Massive MIMO技术，在软银看来，由于城市里的基站已经十分密集，通过新建基站来满足不断增长的网络流量，这种方式已经难以为继，因此软银决定利用Massive MIMO技术扩大原有的基站容量，增幅可达10倍。

就在“5G Project”项目启动半年间，软银已经建成了100个使用Massive MIMO技术的基站。虽然目前软银官网对“5G Project”的更新仍停留在Massive MIMO阶段，但与合作厂商在5G多频段的试验项目依旧马不停蹄地进行中。在相继取得了4GHz、4.5GHz与28GHz频段的试验许可证后，软银分别在2017年3月和11月与爱立信及中兴各展开28GHz和4.5GHz频段的5G试验，在5G候选频段上进行超高速宽带传输与超低速时延的测试。

作为日本最大的运营商，NTT DoCoMo从2014年开始就进行了5G关键技术的试验。NTT DoCoMo先后与爱立信、富士通、三星、华为等厂商展开合作，在15GHz、4.5GHz、28GHz等频段上，展开了分布式天线与集中式天线性能区别、高速移动状态下的接入情况、兼容eMBB和IoT的空中接口技术等众多方面的测试。

在5G研究方面一直走在全球前列的NTT DoCoMo，对全球5G的发展贡献颇大。现在，公认的三个全球主流的5G频段——3.5GHz、4.5GHz和28GHz，都是由NTT DoCoMo提出的，这已经被3GPP纳入了5G技术规范。

2023年全国普及

今年5月NTT DoCoMo又完成了一次5G试验，它和NEC公司合作，基于28GHz频段，成功在5G基站和一辆搭载在时速超过305公里汽车内的5G移动式设备之间实现了移动数据传输。在汽车时速为293公里时，实现了1.1Gbps超过速率的传输。这项测试的成功，证明在类似高铁等高速移动场景下，5G可以继续为人们提供超高速率的网络接入服务。

虽然在5G研究方面走在前列，但NTT DoCoMo没有像美韩运营商那样急于推出5G服务。

NTT DoCoMo 5G实验室专家Takehiro Nakamura在MWC2018 5G峰会上介绍，到2020年，NTT DoCoMo 的5G将首先从需要更高性能的业务领域推出，5G和增强型LTE(eLTE)将展开更加紧密的互操作，以实现5G的顺利引入。

对于日本运营商来说，2020年推出5G是个良好时机，因为东京奥运会会在这一年举行，全球首个“5G奥运会”将会诞生。虽然韩国平昌在2018年初举行了冬季奥运会，韩国电信高调宣传平昌冬奥会是全球首个“5G奥运会”，但实际上很多人对此持有保留意见，因为人们没办法在手机上体验到5G。

2020年东京奥运会绝对有可能实现人们在平昌冬奥会时没有实现的梦想，人们将能像现在使用4G网络一样使用5G服务。

按照NTT DoCoMo的计划，在2020年开始推出5G后，会用三年时间，也就是到2023年，会完成5G在日本全境的部署。

AI遇上5G

“化学反应”将改变世界

作为目前业界最热门两大领域，AI和5G，它们并不是隔离的，而是相互融合。无论是网络侧、应用侧，乃至现实世界的万物，在AI与5G的携手推动下，产生的“化学反应”将超出预期，不仅改变生活，也改变世界。

让网络自己能学习、思考、进化

“AI不仅是对于5G，实际上它能帮助到各行各业。从算法的角度，AI将会对5G网络的自动化、智能化提供很有意义的帮助。”Verzion院士欧阳晔对《IT时报》记者说道。

5G网络智能化的前提是，运营商要打破以往封闭式的软硬件一体化的网络架构。这正是很多运营商目前正在做的事情，引入SDN（软件定义网络），让自己的网络能变得灵活起来，不像过去那样僵硬。

在SDN化网络建设方面，AT&T走在了运营商行业的前头。AT&T公司回复《IT时报》记者称，2017年已经实现了55%网络SDN化的目标，2018年的目标是65%。如果将5G看成建造房屋，那么SDN网络就是这座房子的框架，“5G将是第一个在云中诞生的网络。”在这样的背景下，运营商就能通过软件的方式来进行网络升级或者给网络增加新特性。

有了SDN的支撑，AI将能发挥出更大的作用。包括设备商在内的产业界，现在正将AI融入新的网络架构中。

上海诺基亚贝尔客户运营首席技术官常疆对《IT时报》记者表示：“在贝尔实验室提出的Future X网络架构中，已基于AI构造了智能认知系统。”这一系统构建在以原生云为基础的网络操作系统之上，以提供基于机器学习和AI算法的网络运营分析、预测性维护、智能自动化和多维度优化配置等功能，并同时向上层打通API接口，目标是实现全自动部署，零接触业务管理（Zero Touch Service Management）和自学习的认知云网络。在今年MWC上，诺基亚就发布了新一代“ReefShark”基站芯片组中，率先内置了贝尔实验室研发的AI算法，并提供API接口，可供客户业务定制化。

爱立信公司相关人士对《IT时报》表示，利用高级分析、深度学习、机器学习和AI等机器智能技术提高自动化水平，可以创造出人类无法独立创建的预报和模型，这就是“智能网络运营”。利用网络中的可用数据以及如天气条件等各种其他形式的外部数据，加以机器智能技术，可以使网络运营更加智能。应用机器学习和AI可将自动化提升至新的水平——智能自动化，可以在事件发生前进行预测，采取预防或纠正措施避免事故发生。

“未来AI极有可能成为下一次产业革命的关键使能技术。为此，信息通信行业应尽早积极规划和布局，为提供更丰富的应用案例以及更好的用户体验，让网络能自己‘思考’‘学习’和‘进化’。”常疆说道。

帮助AI解除 “幸福烦恼”

AI对于5G很重要，同样，5G对于AI也是非常重要。AI的基础是海量数据，而5G将人与人之间的通信连接拓展至万物互联，其超强的网络能力，包括超高速率和超大联接能力，将创造出史无前例的大数据基础，从而让AI充分发挥其魅力。

现在，AI非常热，和过去相比也取得了很大突破。但是目前AI的发展仍存在一些瓶颈，海量数据给AI带来了幸福的烦恼，面对这些海量数据，如何进行及时处理？

尤其是在物联网时代，连接设备成几何指数增加，发生的数据量也随之快速增加。根据《爱立信移动市场报告》预测，物联网终端到2023年将突破300亿大关，其中约200亿是物联网终端，包括联网汽车、机器、仪表、传感器、销售网点终端、消费类电子产品及可穿戴产品等。在这种情形之下，如果还是依靠集中式数据中心的分析引擎进行数据分析，可能会力不从心，而且会增加时延、浪费带宽。

这时，有必要引入5G的关键主流技术之一的边缘计算。边缘计算靠近物理设备或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，就近提供边缘智能服务，来满足AI快速连接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求技术，使得AI应用的性能、整体可靠性大大提升。

eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信） 和 URLLC（超高可靠低时延通信）是5G的三大场景，边缘计算也将使得AI在URLLC领域发挥更大作用，面对突发情况，迅速进行判断，并进行处理。

常疆认为，AI和5G通信网络结合的潜力巨大，其好比是核动力引擎，从第一个原子分裂引发惊天动地的链式反应，释放巨大的能量，为通信网络拉通全数据面，释放全数据洞察能力和真正实现网络全智能和自动化运营。