1月17日，華為創始人兼ceo任正非在接受媒體采訪時說：

“5g實際上被夸大了它的作用，也被更多人夸大了華為公司的成就……實際上現在人類社會對5g還沒有這么迫切的需要……不要把5g想象成海浪一樣，浪潮來了，財富來了，趕快撈，撈不到就錯過了。5g的發展一定是緩慢的。”

此前一段時間內，“5g”是輿論場的“寵兒”，儼然被塑造成了萬能的“救世主”形象，似乎5g引領的未來已經觸手可及；更有很多人對中國的5g發展高度樂觀，“中國是5g領跑者”、“中國主導5g時代”等觀點傳播甚廣。

而任正非的話讓人不得不反思：5g是否只是看上去十分美好？

同時我們也看到，美國運營商對5g并不感冒，美國總統特朗普的團隊甚至考慮由政府主導5g網絡建設；而中國方面的運營商似乎也并沒有表現出人們想象中那樣高的興趣。

抽絲剝繭，對于5g，看法不能流于表面。

5g技術發育到底到了什么水平？實際商用的效果怎樣？人們對5g究竟有無迫切的需求？中國在5g領域的實力和地位，是不是真的可言“主導”？熱議之下，庫叔來冷靜地講一講。

1

現有5g技術沒有那么神奇

當年的一場“聯想投票門”，引起輿論的巨大關注，但也造成了很多人的誤解。比如把“編碼”炒得過熱，甚至把ldpc和polar（5g編碼技術）等同于5g標準。實際上，編碼只是5g關鍵技術之一，而且在提升傳輸效率上還稱不上最關鍵的技術。

那么，5g關鍵技術有哪些呢？請看下圖。

（圖為5g關鍵技術）

就調制、編碼、多址、組網、多天線等方面看，很多是沿用老技術，而一些新技術不成熟、不可用，或者傳輸增益有限。

先來看編碼，被熱炒的ldpc和polar，對系統效率的提升其實并不明顯。據業內人士分析，其主要意義在于實現了一個理論極限，代表了人類對自然界探索的里程碑，而對實用效率的提升意義有限。

再看多址接入方面，多址是移動通信的核心技術領域，第一代到第四代移動通信（即1g到4g）分別采用了fdma、tdma、cdma和ofdm技術。現在5g多址技術的主流看法是noma（國內外設備商的各種五花八門命名的技術都是noma的修改版本）。

新的技術意義何在？

據業內人士介紹：

noma（非正交多址接入）是ntt docomo于2014年9月首先倡導的。其思想是發射端不同的用戶分配非正交的通信資源。在正交方案當中，如果一塊資源平均分配給n個用戶，那么受正交性的約束，每個用戶只能夠分配到1／n的資源。noma擺脫了正交的限制，因此每個用戶分配到的資源可以大于1／n。在極限情況下，每個用戶都可以分配到所有的資源，實現多個用戶的資源共享。

雖然理想很豐滿，但經數學證明，noma路線的頻譜效率增益嚴格為零。

類似情況在4g時代也發生過。

在4g標準制定中，愛立信主推的sc-fdma作為lte的上行多址方案，是ofdm的一種變體。愛立信宣稱該方案能夠降低峰均比，降低對終端功放的要求。然而，之后的研究和實踐表明，sc-fdma所帶來的對導頻設計的負面影響，甚至超過它的帶來的好處，其綜合性能還不如ofdma簡單的削波方案。但即便如此，愛立信通過自身影響力，將sc-fdma納入了4g通信標準專利。這種做法雖然增加了愛立信公司在4g標準的話語權，能夠收到更多專利費，但卻拉低了整個系統的運行效率。

再看多天線技術。5g宣傳的是超多天線技術（mass mimo）。mimo（多天線技術）是最近20多年的熱門議題，確實是有潛力的，是提高通信能力的一個方向。但通過多年研究發現，仍然難以實現從實驗室到市場的實用轉化，未能實現商業應用。

至于原因，其實不難理解。據業內人士分析，多天線技術最初從軍事雷達領域而來，但轉入民用則面臨與天空完全不同的復雜地形等環境，難以控制成本就成了其商業轉化的命門。

就組網而言，comp相對于4g時代的sfr/mlsfr也幾乎是零增益，甚至可說是負增益。

再說一下前段時間被熱炒的時分雙工（tdd），前段時間，有文章稱“今天全世界的5g技術都是tdd技術”，然而，這種說法容易引起誤會，需要說明。

5g的藍圖中，用的并不是時分雙工，而是全雙工。

4g時代，tdd-lte采用時分雙工，fdd-lte采用頻分雙工。全雙工簡單的說就是集成了時分雙工和頻分雙工的優點，實現魚和熊掌可以兼得。

【注：tdd指上下行傳輸采用同一個信道，主要優勢在于收發間不會產生干擾、上下行信道切換靈活等；fdd采用兩個獨立的信道可以同時進行數據傳輸，主要優勢在通信速度高、抗外部干擾性能更好等。】

只是，全雙工同樣停留在實驗室，無法商用。因此，仍然只能拿老技術——時分或頻分雙工湊合著用，而無法取得實質性突破。

所以，在這些關鍵技術上，現在所謂的5g的技術升級沒有傳說中的那么神奇，很多新技術增益有限、或尚不成熟難以實用，部分專利甚至在技術上有“開倒車”之嫌。

正是因此，有人將現在的5g稱之為商用概念，而不是技術迭代，將之稱為4.9g。我們當前與真正的“5g”，尚有距離。

2

為何運營商不甚熱心

說了這些提升有限、不成熟，但5g的網速是實實在在“肉眼可見”的提高，這是怎么做到的呢？

方法其實頗為“簡單粗暴”，就是擴大占用的頻段、加大投資基站的密度、提升芯片數據處理速度等手段。

以頻譜資源來說，5g準備用1個g左右的帶寬。要知道，gsm（中國移動的2g網絡）整個移動才5m帶寬，3g是20m帶寬，4g是60m帶寬。

以此前愛立信的極限測試，網速的確驚人，測出高達20gbps數據傳輸速率，但用了800m帶寬。

因此，不談細節，光看網速快慢，意義并不大。當前5g條件下的高網速，很大程度上要拜大帶寬頻譜所賜。

這樣，問題就來了。低頻點頻譜非常珍貴，直接劃撥800m帶寬實在太奢侈。在國外，這樣的黃金頻率堪稱天價，運營商對此必須三思而后行。

那么，如果現在要部署5g，就必須用高頻。

但高頻的覆蓋能力差。低頻率（2g使用的頻率段）的頻譜資源衍射能力能夠覆蓋數平方公里，而高頻率（比如wifi使用的頻率段）的頻譜資源衍射性通常不會超過一個20平米的房間。也就是說，用黃金頻率建1個基站，其覆蓋范圍可以媲美用高頻建n個基站。

實際上，美國的5g頻譜選的就是高頻。

2018年11月15日，美國聯邦通訊委員會（fcc）召開美國首次5g頻譜拍賣會，開啟28ghz毫米波5g頻譜（27.5-28.35ghz頻段，共計850mhz）拍賣。此前愛立信的測試也是在15ghz這個點上前后開辟800m的寬度，即14.6到15.4ghz之間的寬度。這些頻段資源超過了過去無線通信已經使用過的頻段的總和——當然，過去是在中低頻率頻段，而5g只能動用高頻率頻段。

現在5g使用高頻、采用毫米波小基站的發展路線，問題就在覆蓋很差，這將使最終覆蓋結構非常“感人”。按照現在宣傳的傳輸速率的標準，5g要覆蓋目前全球4g覆蓋的區域，基站數量至少是4g的5倍，也就是1500萬至2000萬個5g基站。

（圖為中國電信的5g基站）

這個建設成本可想而知。這也解釋了為什么運營商明知道5g是個“好東西”，卻不像大家想象中那樣熱心。

3

缺乏“殺手級”應用

通信領域的發展，必須充分考慮其用戶對技術應用的需求。

有種說法，聲稱5g主要不是給人用的，而是給“物”用的，也就是說5g將大大超出過去20年無線通信發展史中以大眾公共通信網絡為主業的范疇。

的確，目前全球宣傳5g的主線，即“萬物相連”或稱為“物物連接”。

不過這里卻有一個問題，目前所謂物物連接的很多場景，要么不需要5g，要么不敢信賴公眾性的無線通信。

雖然很多媒體在報道中將物聯網和5g“捆綁”在一起。但其實物聯網并非必須配合5g應用。因為現有物聯網主要是追求長壽命，設置一個物聯網節點，肯定不希望1-2天內就去更換一次，且大量應用都是低速、小數據量的通信連接，用2g、3g、4g就行了。

以目前全世界最大規模的物聯網應用案例——ofo自行車智能鎖為例。其使用的nb-iot其實就是華為和中國電信北京公司合作出的簡化版、刪減版4g，且只需要用很小的通信容量。

無獨有偶，不久前，國內運營商進行了物聯網芯片招標，中標斬獲大單的物聯網芯片用的就是2g。

所以，物聯網，至少當前的物聯網，和所謂萬物互聯，和5g沒有必然聯系。

而另一個被熱捧的應用方向——無人駕駛，先不提無人駕駛技術本身是否成熟，即便是谷歌搞的無人車，也是“胖終端”的無人駕駛，接受信號而做出反應的過程是放在車上。而把5g和無人駕駛聯系在一起的則是“瘦終端”模式，做出決策是在“遙遠”的服務器，這種做法是存在極大隱患的。現有條件下，用5g網絡來搞無人駕駛，可以說是自找麻煩，人為創造了黑客頃刻間把現代社會徹底打亂的空間，這后果看看《速度與激情8》可知一二。

（圖片來自電影《速度與激情8》片段）

目前，人流超高密度區的通信需求，是5g可行的潛在應用方向。此前曾出現十一黃金周期間，由于游客過于密集，直接導致杭州西湖附近的4g網絡癱瘓的狀況。為了應對類似情況，中國移動開始力推4g基站密集組網。如果5g組網的性價比能夠優于4g基站密集組網（當然，現在5g在這方面控制成本的難度相當高），這有可能成為當下5g一個不錯的應用方向。

因此，目前5g的“殺手級”應用仍然在水面之下，需要交給時間去發掘。

4

4g+5g

wifi傳輸速度這么高（遠遠高于5g宣稱的速度），但無線電信運營商仍然能夠生存下來，這是為什么呢？

因為用戶對于普遍覆蓋（任何地點任何時間都能接入）的網絡是剛需，比較而言超高網速反而并非必需。

用戶在離開wifi的情況下，必須也要有通信網絡。也就是說，在任何生活角落，都能保持信息連接，因為在最緊要的時候這個信息連接是能救命的。

而wifi或者此前存在的wimax做不到這一點，其只能覆蓋很小的領域，或者試圖覆蓋整個城市但效果卻千瘡百孔。wimax也因此被lte擊敗，連帶導致押寶wimax的加拿大北電和摩托羅拉破產。

（圖為2009年1月14日加拿大多倫多北電網絡公司辦公樓前拍攝的北電網絡標識，兩天后公司宣告破產）

然而，按照現在5g毫米波小基站的發展方向，追求的主要是傳輸速率。原因如我們前面所說，5g需要建設數倍于4g的基站，才能以其現在宣傳的標準，要覆蓋目前全球4g覆蓋的區域，成本極其高昂，使得運營商缺乏足夠興趣。

因此，如果沒有行之有效的商業模式，運營商不具備建設一張普遍覆蓋的5g網絡的能力，那么這就偏離了用戶的剛需。

綜上，從基建成本和實際需求來看，建設覆蓋全國的5g網絡并不現實，也不必要。那么，5g組網就不能實現了嗎？

并非如此。

從技術上來說，4g和2g是非常成功的兩代技術，而5g處境和3g有些類似。正如過去2g+3g的組網模式，未來5g完全可以采用類似的組網模式。

由于5g不太可能形成一張普遍覆蓋的通信網絡，就必須采用4g來完成廣域覆蓋。事實上，3gpp就搞出了“4g基站為主+5g基站為輔”的組網方式，也就是用4g完成廣域覆蓋，5g基站建在大城市人流密集區域。這其實也是國外運營商選擇的主流組網方式。

這樣一來，既可以大幅減少5g基站高昂的建設成本，又能提升人口密集區域的網速。

5

理論創新突破至關重要

從1g到4g傳輸能力的提升，既有系統效率的提升因素，也有暴力堆砌的因素——依靠消耗頻譜資源、用性能更強的芯片和高額投資建設基站實現。

暴力提升的層面，前文已經說明。

系統效率的層面，1g到2g提升較大，但3g的提升就小了很多很多。

當年高通的宣傳，cdma將提升增益18倍，之后發現沒那么高，但大家還認為cdma比tdma可以高5-6倍，結果最終發現這個增益只高了10%。

（圖為美國高通公司，通過cdma高通可以在全世界“收稅”）

而事實上5g的情況更加極端，對比以往歷次通信技術升級，其系統效率的提升不顯著，主要是靠暴力堆砌提升性能。

即便3g的提升有“吹牛”的成分，但cdma相比tdma還是有10%的提升。而在4g時代，也有sfr、ofdm、alamouti等重大改進，其中sfr還是中國工程師原創性技術。

sfr——軟頻率復用（sfr，soft frequency reuse），被外國人用后改了個名字叫icic（inter-cell interference coordination），翻譯過來是蜂窩（基站）間互相作用的協調。軟頻率復用在近十年已經成為無線通信一個新增的大領域，現在運營商都有icic接口功能。sfr在實驗室條件下性能提升高達100%，即便是商用條件下實戰，最初的性能提升也有10%，相當于從tdma到cdma的效率提升，進一步的深化的mlsfr可以提升30%。

相比之下，由于4g充分運用過去幾十年的技術儲備，在很多方面已經接近現有理論的天花板了，目前的5g在系統效率提升方面空間實在有限。

要想打破如今的局面，需要的是少一些商業的喧囂，靜下心來，搞理論創新突破。

因為人類科技的根本性進步，都需要倚賴理論突破，否則便永遠只能是量的累積，無法實現技術迭代。

5g，也是如此，基礎理論的突破是必需。

6

中國是重要參與者

目前，5g在媒體宣傳和商業運作中，存在一定“神化”的風險，往往會有“5g秒天秒地秒空氣”之感；另有一些媒體極力宣稱5g是中國主導標準，或5g是中國偉大創新。其實，這并不客觀。

在3g時代之后，全球通信廠商對高通一家獨大心有余悸，因而在之后的標準制定中，大家都在玩平衡，實現決不讓任何一家公司、任何一個國家一家獨大。就5g標準制定而言，中國當然是一個重要參與者，但遠遠談不上“主導”。

有人會用中國的專利數量說事，但實際上，通信標準專利含金量高低相差很大。至少，我們在5g時代，也沒能實現高通在3g時代憑借核心專利全球征收“高通稅”的能力，甚至仍然需要承擔“高通稅”。這也從側面說明，專利數量尚沒能給中國帶來5g的主導地位。

中國在通信產業上的優勢，是強大的國家決策執行力，能夠集中力量，擁有三大運營商這樣能夠實現“村村通”的國有企業，以及一批優秀的通信設備整機廠和終端整機廠。

（圖為2018年4月2日印度士兵在中印邊境收到的中國聯通信號短信，這條被稱為“讓印軍崩潰的中國短信”，展示了中國通信基建的覆蓋能力）

但短板也很明顯，那就是核心器件尚受制于人，一旦核心器件被卡脖子，整個通信產業將遭遇重大的挫折和困難。

因此，當下，動輒“中國主導5g”，“中國5g綜合實力最強”，未免有些過于樂觀。我們走在前進的道路上，但道阻且長，腳踏實地不懈努力才可能讓我們真正實現心中的愿景。