您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
5G：通讯技术升级带来的射频前端机会.pptx 41页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
5G：通讯技术升级带来的射频前端机会
你可能关注的文档：
··········
··········
? 随着数据流量增长、毫米波技术应用，射频前端首先受益。移动数据吞吐
量的每一次增长都是通过 RF 性能提升来实现的。通讯技术升级带来滤波
器、天线和 PA 的新需求，射频前端市场将保持快速增长。5G 毫米波时代
功率放大器显著受益；滤波器需求随着频段的增加成比例增加；多天线架
构将逐渐流行。手机射频前端市场则由 2016 年的 120 亿美元，增长到 2018
年的 160 亿美元，2020 年后 5G 逐渐渗透射频市场规模将进一步提速。
? 2020 年为 5G 技术商用的开启，2030 年前 4G 仍然有进一步渗透的空间
新一代移动通讯技术升级的间隔约 10 年，每一代移动通讯技术从提出到
成熟的完整生命周期约 20 年，技术升级和产业升级的异步，决定了新一
代通讯时代带来的革命是一个渐进过程。因此投资机会不局限于 5G，4G
产业的逐渐成熟、4.5G 等过渡阶段以及 5G 均应得到重视。LTE 用户数量
和移动数据量传输保持高速增长。
? 移动沉浸式体验有望成为 5G 时代杀手级应用。逐渐成型的 5G 则将对全
球经济增长产生深远且持久的影响，奠定了射频前端飞速发展的繁荣基
服务于产业需求，与应用爆发结合更紧密。杀手级应用短期看高
清视频，长期看虚拟现实，5G
时代的移动沉浸式有望成为 4G
网功能，变革社会和工作方式。
? 随着 4G 乃至 5G 的通讯技术升级，我们筛选出最符合投资逻辑的“5G 组
合”：信维通信、三安光电、长电科技和麦捷科技。（1）信维通信作为全 球 LDS
天线的重要供应商，作为大客户天线主要供应商技术实力拥有保 障。（2）三安光电布局 GaAs 晶圆生产，有望赶上台湾的代工厂，依托地 域和政策优势，再造一个三安体量。（3）长电科技作为国内半导体封测龙 头企业，有望深度参与射频前端的 SiP 封装，成为集成化射频产业链的重 要组成。（4）麦捷科技定增 SAW 滤波器，有望实现移动端滤波器从 0 到 1 的发展，实现国产替代。
? 风险提示：5G 渗透速度不及预期；下游应用爆发速度较慢
5G：通讯技术升级带来的射频前端机会
行业深度研究报告
1、5G：无线通讯时代下一座里程碑............................................................. - 5 -
1.1、从消费升级到产业升级，5G 将使移动通讯成为通用技术................... - 5 -
1.2、通讯技术升级为产业变革的前提，投资机会早已发酵........................ - 7 -
1.3、5G 规划：各国均积极筹备，中国的目标为 5G 引领者之一 .............. - 13 -
2、机会走在 5G 商用前，从移动数据吞吐量看黎明时代............................. - 16 -
3、应用场景：从移动视频到沉浸式移动体验.............................................. - 18 -
3.1、高清视频：早期杀手级应用，流量将增长千倍 ................................ - 20 -
3.2、汽车电子：从车联网到自动驾驶 ..................................................... - 21 -
3.3、物联网：基于 5G 网络的万物互联................................................... - 24 -
3.4、虚拟现实：移动沉浸式体验为下一代信息载体 ................................ - 25 -
4、射频前端及天线：长期确定性增长的市场.............................................. - 26 -
、滤波器：射频前端增长最快的部分.................................................. - 29 -
、天线：精度提升与频段增多，天线迎来量价双升............................. - 31 -
、功率放大器：化合物半导体的增长引擎........................................... - 33 -
5、SiP 集成化封装：产业链价值重新分配 .................................................. - 36 -
6、投资标的...............................
正在加载中，请稍后...摩尔定律找到了新的延续方法；三星28Ghz射频产品投入商用 | 摩尔内参 2/21
1、延续摩尔定律另辟蹊径：芯片布线加入石墨烯
2、友达董事长：LCD在未来五年内还是主流面板
3、7nm绝不能输，Intel加快开发进程
4、东芝有可能全部卖掉芯片业务，欲筹集至少88亿美元
5、半导体国际并购受阻 大陆改打人才战
6、三星5G跨越重大里程碑 28GHz射频芯片进入商品化
7、紫光国芯800亿元定增面临考验
8、史立荣辞去中兴通讯非执行董事等职
9、重磅，安富利全球营销老大离职
10、三星危机是为了摆脱李氏家族的控制？
一、延续摩尔定律另辟蹊径：芯片布线加入石墨烯
随着集成电路越来越小型化，目前摩尔定律的存续命运，似乎大多聚焦在矽电晶体的改良上。不过，逐渐有研究人员开始从别的组成部分着手：例如连接各个电晶体形成复杂电路的铜线。而石墨烯在其中起到着关键作用。
为了提高性能，集成电路密度不断提升，而在同样面积的芯片当中塞入更多电晶体，便意味着需要更多线路来连接它们。在2000 年生产第一组铜线互联的芯片，每平方公分布有1 公里的铜线；但今日的14 纳米节点处理器，在同样面积里却能包含10 公里的铜线。
现在越尖端的芯片，铜线就变得越细窄，电阻也因而提高，却又得承载更多电流以加快切换速度、提高性能，于是会产生电迁移（Electromigration）现象。通电铜线的电子会把动能传递给金属离子，使离子朝电场反方向运动而逐渐迁移，导致铜线的原子扩散与损失，造成短路。
目前的解决方法，是将铜线置沟槽内，沟槽内壁则包覆了厚达2 纳米的氮化钽（tantalum nitride），能够阻止铜的逸失。但这种方式顶多撑到10 纳米及7 纳米的节点。随着制程持续缩小，2 纳米的内壁也将变得太厚。
针对铜线互联即将面临的问题，去年12月在旧金山举行的IEEE国际电子设备会议上，来自Stanford的电机工程师H.-S. Philip Wong与其团队，发现以石墨烯镀铜，就可以解决电迁移现象，并且降低电阻。Wong表示，虽然研究人员早已在研究其他可能阻止电迁移的衬层，包括钌和镁，不过石墨烯可以比任何材质都还要薄。另外，半导体工业其实尽量避免在找寻新材料上花太多时间，但以现在的情况来看，若铜的寿命无法再延续下去，则必须采用新材料（例如钴）来取代。
Stanford 的团队目前与科林研发（Lam Research Corp.）以及中国浙江大学合作，测试复合式材料布线，让石墨烯从铜线上生成。科林研发已经开发出专门的制造方式，在不会损坏芯片其他部分的温度下（低于400℃）进行，这种包覆石墨烯的复合材料抑制电迁移的效果是一般铜线的10 倍，并且只有一半的电阻。
摩尔定律要能走下去，往后除了电晶体之外，势必连存储、线路等都得加入改良的行列，而石墨烯的角色或将更加吃重。
二、友达董事长：LCD在未来五年内还是主流面板
友达光电董事长彭双浪今天在新春记者会表示，液晶显示器（LCD）面板未来5 年仍是主角，虽然有机发光二极体（OLED）很夯，但5 年后占比还是很少。
友达总经理蔡国新指出，过去大家把曲面视为OLED 面板的优点，但现在LCD 也能做出很好的曲面效果，且LCD 解析度也能做到比OLED 好，所以LCD 仍是市场主流。
蔡国新说，去年扩充8.5 代LCD 面板新产能，月投片量2.7 万片，可望在今年量产；今年再新增产能，月投片量2.5 万片至3 万片，预计明年下半年量产。
彭双浪解释，除OLED 外，市场也在揣测新一代的面板技术Micro LED 是否有机会成为主流？但实际上这是面板、发光二极体（LED）两个成熟产业的结合，最大的致命伤就是解析度提升之际，需要增加大量的LED，成本将会倍增。
他认为，面板产业近年出现很多杂音，不论中国面板厂扩产，还是同业规划到美国设厂，这些都是产业的杂音，但友达要做LCD 产业的价值领航者，不走低价促销路线，所以不担心这些问题。
他更以李白诗句「朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还，两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。」道出现在面临面板产业杂音，友达仍能走自己的路，让其他人走在后面，追不上，成功扮演LCD 的领航者角色。
三、7nm绝不能输，Intel加快开发进程
英特尔在14 纳米遭遇困难，目前开发10 纳米似乎也有类似问题，虽然英特尔从未说明困难之处，但似乎已投入更多资源，试图克服这个难缠的技术瓶颈，务求避免7 纳米再度重蹈覆辙。
美国财经网站The Motley Fool 分析英特尔10-K 年报指出，英特尔2016 年的技术研发（R&D）支出较前年增加5%，或相当于6.12 亿美元，理由之一正是7 纳米开发成本提高。
英特尔之前投注在开发新芯片制造技术的资源已非常庞大，或许是业界之冠，去年又再往上加码，且明写在年报上，似在昭告天下英特尔非常重视，至于金额是否足够克服障碍，则有待追踪。
7 纳米预料将是下一个先进制程的决战场，虽然砸钱不代表7 纳米就能顺利投产，但至少展现英特尔放手一搏的决心，也提高超前同业推出更优异产品的机会。
ICinsigt 日前公布2016 年半导体研发支出前十大厂显示，英特尔以127.4 亿美元位居榜首，三星28.8 亿美元排第四，台积电22.15 亿美元排第六。
四、东芝有可能全部卖掉芯片业务，欲筹集至少88亿美元
北京时间2月21日上午消息，据消息人士透露，东芝公司将出售NAND闪存业务的大部分股份，希望筹集至少1兆日元（约合88.3亿美元）资金，以填补因美国核电业务下马而减计的63亿美元亏空。了解上述业务销售情况的人士指出，自从早些时候东芝爆出13亿美元会计丑闻后，该公司被东京证券交易所列入观察名单，一直无法发行新股，这家日本工业集团希望通过出售股权确保有能力应对未来潜在的财务问题。
不愿透露姓名的消息人士补充说，芯片业务销售计划应在明年3月底完成。
日本工业集团此前表示计划出售的芯片业务比例不超过20%，但该公司上周表示可出售大部分股权，甚至不惜把这一有价值的业务全部卖掉。
半导体国际并购受阻 大陆改打人才战
近来陆企在全球多起半导体并购案受阻，工研院产经中心（IEK）认为，陆企现已改打人才战，积极在全球抢人才，并发展本土产业。
工研院产经中心（IEK）20日提出2017年十大ICT产业关键议题，人工智能、5G和虚拟现实（VR）、扩增实境（AR）均入列。 这些议题同样是近来半导体产业的热门议题，面对大陆官方近年砸重金，积极发展本土半导体产业，台湾产业如何接招，成为外界关注焦点。
IEK认为，过去陆企不断透过全球并购手段取得技术跟资金，但已引起欧美官方重视，更列为国安风险。 在这种情况下，陆企最近有改打人才战的趋势，积极延揽全球人才，并大力发展本土产业；以IC设计为例，在政策利多下，大陆募资相对容易，光1年就出现700多家新创公司。
不过，IEK预测，经过爆发成长期后，3至5年后市场将回归理性，届时大陆半导体产业可能会掀起一股整并潮。
六、三星5G跨越重大里程碑 28GHz射频芯片进入商品化
三星电子正式宣布，该公司为5G基础建设所设计的28GHz毫米波射频芯片已经研发完成，准备进入商用化阶段，采用该芯片的5G设备将在2018年初正式发表。
三星电子执行副总裁暨次世代通讯业务主管Kyungwhoon Cheun表示，该公司为了完成这款28GHz 5G射频芯片，已经在相关基础技术研究上投入数年时间。 如今这款芯片进入商用化阶段，象征着过去的努力终于拼凑出完整的成果，同时也是5G商用化的一个重大里程碑。 该芯片将在即将到来的联网技术革命中扮演非常重要的角色。
三星日前已经在一场由Korean Institute of Communications and Informantion Science所主办的5G行动技术研讨会中发表该款新射频芯片的部分细节，并提供该公司5G产品商品化时程的细节信息。 在即将到来的世界行动通讯大会(MWC)期间，三星还会公布更多细节信息。 根据三星的计划，搭载这款射频芯片的5G基地台，将在2018年初正式发表。
三星表示，这款新的5G射频芯片将可大幅强化5G基地台的整体性能表现，特别是在降低成本、提高效率与缩小设备尺寸方面，能带来很明显的优势。 与该款新射频芯片搭配的高增益/高效率功率放大器(PA)也是由三星自行研发，该款PA已经于2016年7月时正式对外发表。 这样的组合意味着该款射频芯片将可支持毫米波频段。 三星早在数年前便对外宣布，该公司的毫米波技术研发重心将放在28GHz频段。
除了配套的PA之外，三星还揭露，该款射频芯片将搭配一组由16支低损耗天线所组成的天线数组。 这样的配置将可进一步提升其通讯效率与性能表现。
由于毫米波技术有相当高的门坎和障碍，目前市场上绝大多数已经进入测试或小范围布建的5G网络，都运作在6GHz以下频段。 不过，在5G通讯往毫米波通讯演进的发展道路上，28GHz将是第一个主要目标。
在射频芯片进入商品化阶段后，三星已顺利攻克28GHz毫米波讯号链中最具挑战性的几道技术难关，接下来相关设备的商品化进度将可望加快。
七、紫光国芯800亿元定增面临考验
作为A股规模第二大的再融资项目，紫光国芯在2015年抛出的800亿元非公开发行计划，如今在再融资新规之下，步入了十字关口。
2月20日，紫光国芯发布公告称，公司正在筹划涉及半导体行业的重大对外投资事项，为避免造成股价异常波动，于当日开始起停牌。
证监会再融资新规发布当天，紫光国芯投资者互动平台上就激起了一阵“涟漪”，800亿元定增去留被多次提问，上市公司却没有进行任何回复。然而，当天同一时间段，上司公司明确回复了股东户数的提问。
证券时报·e公司记者致电紫光国芯董秘办，未能接通。电子行业分析师向记者表示，如果按照再融资新规，紫光国芯800亿元定增项目将会面临终止。
根据再融资新规，证监会就定价机制、融资规模、时间间隔、公司财务资质等诸多方面提出要求，力求规范上市公司再融资行为，剑指过度融资、差价套利。对照紫光国芯方案（修订后），公司计划非公开发行股票数量为29.59亿股，几乎是当前总股本5倍，远超过新规中“拟发行股份不得超过发行前总股本的20%”条件。
另外，发行价27.04元/股，按照董事会决议公告日（日）为定价基准日，也不满足新规中按照“发行期首日”定价的要求。
当初日公布巨额定增方案复牌后，股价最高上涨至63元/股。不过，从发行基准日至本次停牌前，公司股价已经下挫12.35%。
中信证券(16.880, 0.21, 1.26%)资本市场部陈石磊表示，再融资新规中长期有利于抑制上市公司过度融资，利好二级市场。如不考虑证监会已受理因素，目前已发布的上市公司非公开发行预案中，240家上市公司合计7230亿元融资不符合“拟发行股份不高于总股本的20%”这个要求。预计新政对于中长期约束上市公司融资冲动的影响将较为明显，将缓解二级市场扩容压力。
新规发布之前，紫光国芯800亿元非公开发行已经处于调整期。
按照原方案，非公开发行募集资金中，拟投入200亿元分别用于收购力成科技25%股份和投资芯片产业链上下游公司。后确定为使用募资资金约23.41亿元入股台湾南茂科技。但由于难以获得台湾投审会的核准，投资两家公司的计划纷纷折戟。
终止重大资产重组投资者说明会上，紫光国芯高管表示，重大资产重组终止后，非公开发行方案将发生变化，公司将尽快完成其他募投项目的论证及准备工作，对方案进行必要调整。
如果按照新规不超过总股本20%发行上限计算，假设其他发行条件不变，紫光国芯再融资规模最大将不超过40亿元。
截至本次停牌前，相关调整方案尚未出台。
作为募投项目核心，紫光国芯拟斥资600亿元将用于投资存储芯片工厂建设。
不过，去年12月，公司的间接控股股东紫光集团拟通过其下属控股子公司紫光控股，与长江存储现有股东共同出资设立长江控股，所投资领域正是存储器项目。其中紫光控股出资197亿元，占长江控股注册资本的51.04%。
紫光集团承诺，为解决潜在同业竞争，紫光国芯未来规划发展存储器芯片制造业务时，在满足条件的情况下，紫光国芯有权通过非公开发行、重大资产重组等方式对长江存储进行产业整合。
另外，紫光集团官网显示，总投资300亿美元的紫光南京半导体产业基地和总投资300亿元的紫光IC国际城项目于2月12日宣布开工，成为紫光集团又一“航母级”项目，主要产品为3D-NAND FLASH、DRAM存储芯片等，一期投资约100亿美元，月产芯片10万片。
芯谋咨询半导体首席分析师顾文向记者表示，紫光国芯应该是南京项目的实施主体。
八、史立荣辞去中兴通讯非执行董事等职
2月21日下午消息，中兴通讯股份有限公司发布公告称，董事会收到非执行董事史立荣辞职报告。其因个人事务，提请辞去第七届董事会非执行董事、及所担任的薪酬与考核委员会委员、提名委员会委员职务。史立荣的辞职即日起生效。辞职后，史立荣将不在中兴通讯担任任何职务。
据公开资料，史立荣1984年毕业于清华大学无线电与信息技术专业获学士学位；1989年毕业于上海交通大学通信与电子工程专业获硕士学位。1989年史立荣进入中兴半导体有限公司工作，并于2010年3月，被任命为中兴通讯CEO；2016年4月，其CEO职位被撤免。
九、重磅，安富利全球营销老大离职
日前，安富利（Avnet）宣布领导层变动。电子营销（Electronics Marketing,EM）总裁Gerry Fay决定离职。
在平稳过渡后，Gerry Fay将不在安富利担任任何职位，寻找外部机会。 -AVNT-2 Gerry Fay于2005年入职安富利，工作时长超过12年，期间是参与安富利市场并购的决策者之一，对安富利快速扩张成为全球最大的IC代理商有着巨大贡献。 -AVNT-3 同时，原厂ADI取消安富利的全球代理权的消息，也是从Gerry Fay发出的内部邮件曝光的。
有业界人士评论表示，高管也是说走就走！时代在改变，不走出去代理商也是危机！
半导体并购效应将在未来几年显现，行业越来越透明，对传统代理商和分销渠道都是巨大挑战。
三星危机是为了摆脱李氏家族的控制？
华尔街日报网络版发表评论文章称，三星实际掌门人李在镕(LeeJae-yong)的被捕导致三星面临群龙无首的风险，但是如果目前爆发的这一轮丑闻能够促使三星进行企业治理改革，摆脱李氏家族的控制，那么三星乃至韩国经济都将因此受益。以下是文章全文：
韩国检方在上周五逮捕了三星集团实际掌门人李在镕。现在，李在镕被关在首尔的单人牢房中，接受韩国检方的审问。韩国检方指控李在镕涉嫌行贿、挪用公款、作伪证、隐藏海外资产、隐瞒从犯罪行为中获得的收益。
家族企业的弊端
李在镕的被捕引发了担忧：随着案件的推进，三星这家韩国最大的企业将面临群龙无首的局面。但是，如果目前爆发的这一轮丑闻能够促使三星进行企业治理改革，那么三星乃至韩国经济都将因此受益。
李在镕是三星创始人李秉喆(LeeByung-chul)的孙子。李氏家族决定持续控制三星集团的做法引发了目前这一轮丑闻的爆发。为了让第三代掌门人李在镕顺利接班，三星集团的主要控股公司在2015年收购了三星物产，价格只有三星物产市值的大约一半。
这桩合并交易促使美国对冲基金Elliott Associates发起了代理权之争，后者持有三星物产7%股份。Elliott称，这笔交易将令股东损失大约70亿美元。最后，在股东大会上，韩国政府控制的养老基金韩国年金公团投下了关键一票。这一票有利于李氏家族，但对少数股东不利。在韩国，这一幕很常见。
但是一年后，韩国检方称，韩国总统朴槿惠亲信崔顺实对三星等韩国大企业实施了敲诈。这让之前三星物产代理权之争的幕后运作曝光。李在镕称，他被迫向崔顺实捐赠了大约3700万美元，不是为了获得回报。
这一特殊案件的关键在于，韩国检方能否证明三星向崔顺实捐款是因为朴槿惠政府帮助了李氏家族。韩国检方已经逮捕了韩国年金公团前主席文亨杓(Moon Hyung-pyo)，指控他在三星物产股东投票事件上作伪证和滥用职权。
破坏三星接班计划
不过，韩国检方还可能会寻求破坏影响力更大的三星接班人计划。自上世纪90年代开始，李氏家族就卷入了非法交易中。1996年、2008年，李在镕的父亲李健熙分别因为贿赂时任总统卢泰愚、挪用公款和逃税被定罪。李健熙被判缓刑，随后获得赦免。这一次，李氏家族可能会因为他们编织的谎言彻底栽跟头。
如果李氏家族不再整体掌控三星，那么三星可能会采用一个更为透明的结构。三星可能会剥离一些公司，很像现代汽车在其创始人于2001年逝世之后所做的那样。
这也有利于三星股东。投资者似乎已经将这一点计入了三星股价中。尽管去年发生了代价昂贵的Galaxy Note7召回等其它事件，但是三星电子的股价在过去一年上涨了大约60%。目前，三星已经被迫对股东的要求作出更加积极地响应，通过股票回购向股东返还更多利润。
韩国正在发生变化的政治氛围可能会对其他大企业产生深远影响。不断发酵的亲信干政丑闻导致朴槿惠在去年12月被弹劾。在公众不满情绪不断上升之际，它暴露了韩国企业任人唯亲的治理缺陷。
韩国总统候选人现在承诺，将收紧韩国商业法保护少数股东权益，限制家族势力的权力。不过，韩国下一届政府可能也会在这一方面做得过火，对企业家不利。但是，更好的企业治理有助于让家族企业的领导者受到惩罚，让韩国经济更具竞争力。
【关于转载】：转载仅限全文转载并完整保留文章标题及内容，不得删改、添加内容绕开原创保护，且文章开头必须注明：转自“摩尔芯闻MooreNews”微信公众号。谢谢合作！
【关于投稿】：欢迎半导体精英投稿，一经录用将署名刊登，红包重谢！来稿邮件请在标题标明“投稿”，并在稿件中注明姓名、电话、单位和职务。欢迎添加我的个人微信号MooreRen001或发邮件到 jyzhang@moore.ren
点击阅读原文，查看更多半导体高薪职位
责任编辑：
声明：该文观点仅代表作者本人，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间服务。
今日搜狐热点化合物半导体在功率器件、射频器件和光电器件对于传统硅基材料无法比拟的优势。对于5G来说，光通信的器件主要还是InP、GaAs材料，应该还属于第二代化合物半导体。 GaN SiC等第三代半导体主要还是会在功率器件和射频上有所作为，当然作为宽禁带半导体AlN、GaN等材料也会在光电领域有很多应用。
化合物半导体在功率器件、射频器件和光电器件对于传统硅基材料无法比拟的优势。对于5G来说，光通信的器件主要还是InP、GaAs材料，应该还属于第二代化合物半导体。 GaN SiC等第三代半导体主要还是会在功率器件和射频上有所作为，当然作为宽禁带半导体AlN、Ga…
&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-814b1bd83b6a4e14e5cf4b28facc1321_b.jpg& data-rawwidth=&331& data-rawheight=&220& class=&content_image& width=&331&&&/figure&&p&
版权声明：本文来自于《
，如您觉得不合适，请与我们联系，谢谢
&/strong&&/p&&p&
5G 是第五代通信技术，是 4G 之后的延伸，是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准，其服务的对象从过去的人与人通信，增加了人与物、物与物的通信。根据历史经验，我国移动通信的每十年会推出下一代网络协议。随着用户需求的持续增长，未来 10 年移动通信网络将会面对： 1000 倍的数据容量增长， 10 至 100倍的无线设备连接，10 到 100 倍的用户速率需求， 10 倍长的电池续航时间需求等等， 4G 网络无法满足这些需求，所以 5G 技术应运而生。需求增加的最主要驱动力有两个：移动互联网和物联网。根据 ITU 给出的计划， 5G 技术有望在2020 年开始商用。
面对 5G 在传输速率和系统容量等方面的性能挑战，天线数量需要进一步增加， 利用空分多址（SDMA）技术，可以在同一时频资源上服务多个用户，进一步提高频谱效率。硬件上，大规模天线阵列由多个天线子阵列组成，子阵列的每根天线单独拥有移相器、功率放大器、低噪放大器等模块。软件层面则需要复杂的算法来管理和动态地适应与编码和解码用于多个并行信道的数据流，通常被实现为一个 FPGA。 大规模天线阵列将带来天线的升级及数量需
求，同时射频模块（移相器、功率放大器、低噪放大器等）的需求将爆发，此外数据的增加将利好功能更加强大的综合处理模块如 FPGA等等。
可以说5G的出现，将会推动半导体产业和终端往一个新的方向发展，创造一波新的价值，我们不妨来详细了解一下。
&/p&&p&&strong&
什么是5G？
&/strong&&/p&&p&
5G 是第五代通信技术，是 4G 之后的延伸， 是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准，其服务的对象从过去的人与人通信，增加了人与物、物与物的通信。
回顾移动通信的发展历程，每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义，其中， 1G 采用频分多址（ FDMA），只能提供模拟语音业务； 2G 主要采用时分多址（ TDMA），可提供数字语音和低速数据业务；3G 以码分多址（ CDMA）为技术特征，用户峰值速率达到 2Mbps 至数十 Mbps， 可以支持多媒体数据业务； 4G 以正交频分多址（ OFDMA）技术为核心，用户峰值速率可达 100Mbps 至 1Gbps，能够支持各种移动宽带数据业务。
&/p&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-204e2bca7cf6_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
移动通信标准的发展历程
5G 更强调用户体验速率，将达到 Gbps 量级。 5G 关键能力比以前几代移动通信更加丰富，用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移动性等都将成为 5G 的关键性能指标。
然而，与以往只强调峰值速率的情况不同，业界普遍认为用户体验速率是 5G 最重要的性能指标，它真正体现了用户可获得的真实数据速率，也是与用户感受最密切的性能指标。基于 5G 主要场景的技术需求， 5G 用户体验速率应达到 Gbps 量级。
面对多样化场景的极端差异化性能需求， 5G 很难像以往一样以某种单一技术为基础形成针对所有场景的解决方案。
此外，当前无线技术创新也呈现多元化发展趋势，除了新型多址技术之外，大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型网络架构等也被认为是 5G 主要技术方向，均能够在 5G 主要技术场景中发挥关键作用。
综合 5G 关键能力与核心技术， 5G 概念可由“ 标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。 其中，标志性能力指标为“ Gbps 用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-248db250dab7f954856dd_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
5G推进组定义的5G概念
目前 5G 技术已经确定了8 大关键能力指标：峰值速率达到 20Gbps、用户体验数据率达到 100Mbps、频谱效率比IMT-A 提升 3 倍、移动性达 500 公里/时、时延达到 1 毫秒、连接密度每平方公里达到 10Tbps、能效比 IMT-A 提升 100 倍、流量密度每平方米达到 10Mbps。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-f60138cae3_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
ITU定义的5G关键能力
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-9a4bc9cd259efb4ec37eb8_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
中国5G之花概念
我国提出的 5G 之花概念形象的描述了 5G 的关键指标，其提出的 9 项关键能力指标中除成本效率一项外，其他 8项均与 ITU 的官方指标相匹配。
&/p&&p&&strong&
&/strong&&strong&
的关键性能挑战及实现
&/strong&&/p&&br&&p&
从具体网络功能要求上来说， IMT-2020(5G)推进组定义了 5G 的四个主要的应用场景：连续广覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠，而这些功能的实现都给供应商带来了很大的挑战。
&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4e8a4a33aacd8e60a13ef0fe_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&
5G主要场景与关键性能挑战
5G 技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。其需求来自于以上的关键性能挑战。我们可以将关键性能分为以下三个部分：
&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-e1ea12a58c372a4fc9e9d72a1f34b4e2_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&
5G关键性能分类
为了实现更高网络容量， 无线传输增加传输速率大体上有两种方法，其一是增加频谱利用率，其二是增加频谱带宽。
提高频谱利用率的主要的技术方式有增加基站和天线的数量，对应 5G 中的关键技术为大规模天线阵列（ Massive MIMO）和超密集组网（ UDN）；而提高频谱带宽则需要拓展 5G 使用频谱的范围，由于目前 4G 主要集中在 2GHz以下的频谱，未来 5G 将使用26GHz，甚至 6-100GHz 的全频谱接入，来获取更大的频谱带宽。
而对于关键任务要求上，尤其是毫秒级的时延要求，对于网络架构提出了极大的挑战，5G 技术中将提出新型的多址技术以节省调度开销，同时基于软件定义网络（ SDN）和网络功能虚拟化（ NFV） 的新型网络架构将实现更加灵活的网络调度。
&/p&&p&&strong&
大规模天线阵列（ Massive MIMO）
：提高频谱效率，未来需要更多的天线及射频模块在现有多天线基础上通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流，以此来增加并行传输用户数目，这将数倍提升多用户系统的频谱效率，对满足 5G 系统容量与速率需求起到重要的支撑作用。大规模天线阵列应用于 5G 需解决信道测量与反馈、参考信号设计、天线阵列设计、低成本实现等关键问题。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-56efbeaaa83cf2c_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
美国莱斯大学 Argos 大规模天线阵列原型机样图
大规模天线技术（ MIMO）已经在 4G 系统中得以广泛应用。面对 5G 在传输速率和系统容量等方面的性能挑战，天线数目的进一步增加仍将是 MIMO 技术继续演进的重要方向。
根据概率统计学原理，当基站侧天线数远大于用户天线数时，基站到各个用户的信道将趋于正交，在这种情况下，用户间干扰将趋于消失。巨大的阵列增益将能够有效提升每个用户的信噪比，从而利用空分多址（ SDMA）技术，可以在同一时频资源上服务多个用户。
空分多址技术（ SDMA）是大规模天线阵列技术应用的重要支撑，其基础技术原理来自于波束赋形（ Beam forming） ,大规模天线阵列通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而带来明显的信号方向性增益，并与 SDMA 之间产生精密的联系。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-4fbf63d634e9522ebc920cf1b5ca4c4c_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
空分多址提高频谱效率
大规模天线的优势可以归结为以下几点：
&/p&&br&&p&&strong&
第一：提升网络容量。
波束赋形的定向功能可极大提升频谱效率， 从而大幅度提高网络容量。
&/p&&p&&strong&
第二： 减少单位硬件成本。
波束赋形的信号叠加增益功能使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免使用昂贵的大动态范围功率放大器，减少了硬件成本。
&/p&&p&&strong&
第三： 低延时通信。
大数定律造就的平坦衰落信道使得低延时通信成为可能。传统通信系统为了对抗信道的深度衰落，需要使用信道编码和交织器，将由深度衰落引起的连续突发错误分散到各个不同的时间段上，而这种揉杂过程导致接收机需完整接受所有数据才能获得信息，造成时延。在大规模天线下，得益于大数定理而产生的衰落消失，信道变得良好，对抗深度衰弱的过程可以大大简化，因此时延也可以大幅降低。
&/p&&p&&strong&
第四：与毫米波技术形成互补。
毫米波拥有丰富的带宽，但是衰减强烈，而波束赋形则正好可以解决这一问题。
&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-7a76efb46c7be09586bfb_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&
波束赋形示例
大规模天线的研发和使用同样面临巨大的挑战，从研究层面而言，物理层研究会面临下表中的多个难点。而从实际部署层面而言，硬件成本是最主要的阻碍。首先随着发射天线数目的增多，天线阵列的占用面积将大幅增加，天线群及其对应的高性能处理器、转换器的成本也都远高于传统基站天线，使得大规模部署存在成本问题；其次实际的使用中，为了平衡成本和效果，可能会采用一些低成本硬件单元替代， 在木桶原理的作用下小幅降低成本可能会导致性能急剧下降，从而达不到预期效果。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-612d94aefcd1435_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
大规模天线阵列物理层研究难点
相比于 SISO 或分集天线系统， 大规模多天线系统属于硬件、软件密集型的。大规模多天线系统由多个天线子阵列组成，每个子阵列共享数模转换、 混频器等元件， 而子阵列的每根天线单独拥有移相器、 功率放大器、低噪放大器等模块。 所以随着天线数的增加，硬件的部署成本会快速增加。
不过与此同时，多天线的增益效应使得系统的容错能力提升， 每个单元的模块（如数模转换、功率放大器等） 的功能可以进一步减弱。软件层面则需要复杂的算法来管理和动态地适应与编码和解码用于多个并行信道的数据流，这就需要一个相对强大的处理器，通常被实现为一个 FPGA。
&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-3a4a568b47f38f1cbded6d2_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&
利用混合波束赋形技术的天线系统架构图
整体而言， 未来 MIMO 将对天线带来升级需求，同时射频模块（移相器、功率放大器、低噪放大器等）的需求将爆发，此外数据的增加将利好功能更加强大的综合处理模块， 如 FPGA。
&/p&&p&&strong&
&/strong&&strong&
超密集组网（ UDN） ：解决热点网络容量问题，带来小基站千亿市场容量
&/strong&&/p&&p&
未来移动数据业务飞速发展，热点地区的用户体验一直是当前网络架构中存在的问题。由于低频段频谱资源稀缺，仅仅依靠提升频谱效率无法满足移动数据流量增长的需求。超密集组网通过增加基站部署密度，可实现频率复用效率的巨大提升，但考虑到频率干扰、站址资源和部署成本，超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升，其主要应用场景将在办公室、住宅区、密集街区、校园、大型集会、体育场和地铁等热点地区。
超密集组网可以带来可观的容量增长，但是在实际部署中，站址的获取和成本是超密集小区需要解决的首要问题。而随着小区部署密度的增加，除了站址和成本的问题之外，超密集组网将面临许多新的技术挑战，如干扰、移动性、传输资源等。对于超密集组网而言，小区虚拟化技术、接入和回传联合设计、干扰管理和抑制是三个最重要的关键技术。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-f1ca6da706eb9_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
超密集组网示例
由于超密集组网对基站和微基站的需求加大，以及在重点场景下基站选址将面临更大的挑战，未来将利好具备较好成本控制能力及基站选址能力的厂商。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-b0f401ddaa59b195b255_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
基站性能及成本对比
2020 年全球小基站市场每年将超过 6 亿美金， 国内小基站市场容量最终有望达到千亿级别。 根据 Small CellForum预测，全球小基站市场空间有望在 2020 年超过 6亿美元。 截止至 2016 年半年报，中国移动， 中国联通，中国电信披露今年要达到的的 4G 基站数分别为 140 万个、68 万个、 85 万个。考虑联通中报披露了与电信共享的 6 万个基
站，假设年内共享基站达到 10 万个，则中国当前存量基站市场大约为 283 万个。假设未来小基站的数量能达到目前基站数量的 10 倍以上， 即未来小基站市场需求达到 2830 万个，假设小基站平均价格为 5000 元/个， 则未来小基站市场容量将达到千亿级别。
&/p&&p&&strong&
&/strong&&strong&
全频谱接入：扩大频谱宽度， 未来利好射频器件厂商，但频谱暂未分配
&/strong&&/p&&p&
相对于提高频谱利用率，增加频谱带宽的方法显得更简单直接。在频谱利用率不变的情况下，可用带宽翻倍可实现数据传输速率也翻倍。通过有效利用各类移动通信频谱（包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等）资源可以提升数据传输速率和系统容量。 但问题是，现在常用的6GHz以下的频段由于其较好的信道传播特性，目前已经非常拥挤， 6~100GHz高频段具有更加丰富的空闲频谱资源，可作为5G的辅助频段，然而30GHz~100GHz频率之间属于毫米波的范畴，这就需要使用到毫米波技术。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-1512f6dabb3c202cdf30e0_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
频谱使用情况
到 2020 年我国 5G频谱缺口近 1GHz，低频段为首选，高频将成为补充。目前4G-LTE 频段最高频率的载波在 2GHz上下， 可用频谱带宽只有 100MHz。因此，如果使用毫米波频段，频谱带宽能达到 1GHz-10GHz，传输速率也可得到巨大提升。
我国 5G 推进组已完成2020 年我国移动通信频谱需求预测， 届时移动通信频谱需求总量为 MHz， 我国已为 IMT 规划的 687MHz 频谱资源均属于 5G 可用频谱资源，因此还需要新增 663～1123MHz 频谱。 我国无线电管理“十三五”规划中明确为 IMT-2020（ 5G）储备不低于500MHz 的频谱资源。
在未来要支持毫米波通信，移动系统和基站必须配备更新更快的应用处理器、基带以及射频器件。
事实上， 5G 标准对射频影响较大，需要一系列新的射频芯片技术来支持，例如支持相控天线的毫米波技术。毫米波技术最早应用在航空军工领域，如今汽车雷达、 60GHz Wi-Fi 都已经采用，将来 5G 也必然会采用。 4G 手机里面的数字部分包括应用处理器和调制解调器，射频前端则包括功率放大器（ PA）、射频信号源和模拟开关。功率放大器用于放大手机里的射频信号，通常采用砷化镓（ GaAs）材料的异质结型晶体管（ HBT）技术制造。
未来的 5G 手机也要有应用处理器和调制解调器。不过与 4G 系统不同， 5G 手机还需要相控阵天线。
此外，由于毫米波的频率非常高， 线路的阻抗对毫米波的影响很大，所以器件的布局和布线变得异常重要。 与 4G 手机一样， 5G 手机也需要功率放大器， 毫米波应用中，功率放大器将是系统功耗的决定性因素。
除此之外， 毫米波相比于传统 6GHz 以下频段还有一个特点就是天线的物理尺寸可以比较小。这是因为天线的物理尺寸正比于波段的波长，而毫米波波段的波长远小于传统 6GHz 以下频段，相应的天线尺寸也比较小。因此可以方便地在移动设备上配备毫米波的天线阵列，从而实现大规模天线技术。
&/p&&p&&strong&
&/strong&&strong&
新型多址技术：降低信令开销，缩短时延
&/strong&&/p&&br&&p&
通过发送信号在空/时/频/码域的叠加传输来实现多种场景下系统频谱效率和接入能力的显著提升。此外，新型多址技术可实现免调度传输，将显著降低信令开销，缩短接入时延，节省终端功耗。目前业界提出的技术方案主要包括基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址（ SCMA）技术，基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入（ MUSA）技术，基于非正交特征图样的图样分割多址（ PDMA）技术以及基于功率叠加的非正交多址（ NOMA）技术。
此外，基于滤波的正交频分复用（ F-OFDM）、滤波器组多载波（ FBMC)、全双工、灵活双工、终端直通（ D2D）、多元低密度奇偶检验（ Q-ary LDPC）码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。
&/p&&p&&strong&
&/strong&&strong&
&/strong&&strong&
网络关键技术： NFV 和 SDN，网络能力开放或利好第三方服务提供商
&/strong&&/p&&br&&p&
未来 5G 网络架构将包括接入云、控制云和转发云三个域： 接入云支持多种无线制式的接入，融合集中式和分布式两种无线接入网架构，适应各种类型的回传链路，实现更灵活的组网部署和更高效的无线资源管理。
5G 的网络控制功能和数据转发功能将解耦，形成集中统一的控制云和灵活高效的转发云。控制云实现局部和全局的会话控制、移动性管理和服务质量保证，并构建面向业务的网络能力开放接口，从而满足业务的差异化需求并提升业务的部署效率。转发云基于通用的硬件平台，在控制云高效的网络控制和资源调度下，实现海量业务数据流的高可靠、低时延、均负载的高效传输。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-ae09c01c120e5d_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
5G的网络架构图
基于“三朵云”的新型 5G 网络架构是移动网络未来的发展方向。未来的 5G 网络与 4G 相比，网络架构将向更加扁平化的方向发展，控制和转发将进一步分离，网络可以根据业务的需求灵活动态地进行组网，从而使网络的整体效率得到进一步提升。 5G 网络服务具备更贴近用户需求、定制化能力进一步提升、网络与业务深度融合以及服务更友好等特征，其中代表性的网络服务能力包括、网络切片、移动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中心的无线接入网络和网络能力开放。
&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-eb1ffd1c15_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-eb1ffd1c15_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&
基于 NFV/SDN 技术实现网络切片以及网络能力开放
其中，网络能力开放将不仅带来用户的体验优化，还将带来新型的商业模式探索。5G 网络能力开放框架旨在实现面向第三方的网络友好化和网络管道智能化，优化网络资源配置和流量管理。 4G 网络采用“不同功能、各自开放”的架构，能力开放平台需要维护多种协议接口，网络结构复杂，部署难度大； 5G 网络控制功能逻辑集中并中心部署。
能力开放平台间统一接口，可实现第三方对网络功能如移动性、会话、 QoS 和计费等功能的统一调用。而这一切都需要虚拟化的基础设施平台支撑。实现 5G新型基础设施平台的基础是网络功能虚拟化（ NFV）和软件定义网络 （ SDN）技术。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-c57d0a4bb02b4a4e5fb096c_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
传统网络架构（左）SDN+NFV 下的网络架构（右）
SDN/NFV 技术融合将提升 5G 进一步组大网的能力： NFV 技术实现底层物理资源虚拟化， SDN 技术实现虚拟机的逻辑连接，进而配置端到端业务链，实现灵活组网。
NFV 使网元功能与物理实体解耦，通过采用通用硬件取代专用硬件，可以方便快捷地把网元功能部署在网络中任意位置，同时通过对通用硬件资源实现按需分配和动态延伸， 以达到最优的资源利用率的目的。NFV 可以满足运营商在网络灵活性、 架设成本、 可扩展性和安全性方面的需求。
首先， NFV 的特性使其可以让网络和服务预配置更加灵活。而这又可以让运营商和服务供应商快速地调整服务规模以便应对客户的不同需求。这些服务在任何符合行业标准的服务器硬件上，通过软件应用来提供，而最重要的一点就是安全网关。
与购买硬件设备不同，服务供应商可以轻松地采用与设备相关的功能，然后将其以服务器虚拟机的形式示例。
由于网络功能是在软件总部署的，所以可以将这些功能移动到网络的各个位置，而不需要安装新的设备。这意味着运营商和服务供应商不需要部署很多硬件设备，而可用虚拟机来部署廉价，高容量服务器基础设施。
最重要的是，虚拟化消除了网络功能和硬件之间的依赖性，运营商只需设一个地区代表就可以了，而不用专门搭建一个基础设施来提供支持。
随着众多厂商推出了商用级 SDN、 NFV 解决方案，新型网络架构正逐步落地，据SNS 预计，到 2020 年， SDN 和 NFV 将为服务提供商（包含有线和无线）节省 320 亿美元的资本支出。
SDN 技术实现控制功能和转发功能的分离。
其核心技术 OpenFlow 一方面将网络控制面板从数据面中分离出来，另一方面开放可编程接口，从而实现网络流量的灵活控制及网络功能的“软件定义”，有利于通过网络控制平台从全局视角来感知和调度网络资源，实现网络连接的可编程化。
SDN 典型架构包含三层及两个接口：
控制层： 控制器集中管理网络中所有设备，虚拟整个网络为资源池，根据用户不同的需求以及全局网络拓扑，灵活动
态的分配资源。 SDN 控制器具有网络的全局视图，负责管理整个网络：对下层，通过标准的协议与基础网络进行通信；对上层，通过开放接口向应用层提供对网络资源的控制能力。
物理层： 物理层是硬件设备层，专注于单纯的数据、业务物理转发，关注的是与控制层的安全通信，其处理性能一定要高，以实现高速数据转发。
应用层： 应用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程，把网络的控制权开放给用户，基于上开发各种业务应用，实现丰富多彩的业务创新。
南向接口：是物理设备与控制器信号传输的通道，相关的设备状态、数据流表项和控制指令都需要经由 SDN的南向接口传达，实现对设备管控。
北向接口： 是通过控制器向上层业务应用开放的接口，目的是使得业务应用能够便利地调用底层的网络资源和能力，其直接为业务应用服务的，其设计需要密切联系业务应用需求，具有多样化的特征。
&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-87aba112cc20_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&
SDN的三层架构
&/p&&p&&strong&
&/strong&&strong&
背后的半导体商机
&/strong&&/p&&p&
新一代移动通讯5G也助力半导体产业从PC、智慧型手机、平板装置出货量下滑的窘境中脱困。为顺利抢占物联网与5G移动通讯商机，半导体相关厂商包括晶圆制造/代工、封装与EDA业者，都纷纷展现其最新技术，如IBM领先推出7奈米芯片；台积电也宣示透过最新鳍式场效电晶体(FinFET)与物联网大资料分析技术，期可在物联网市场扮演重要角色。
不仅如此，在台湾及中国大陆通讯与手机处理器芯片市场占有一席之地的联发科(MediaTek)，也针对即将到来的5G市场，以及发展越发火热的物联网应用市场，端出新策略。
资策会产业情报研究所(MIC)产业顾问兼主任张奇表示，2016年的台湾市场景气将较2015年来得好，对半导体产业来说是正面消息。MIC预测的2016年10大趋势中，所提出的「5G加速风」，即是阐述2016年5G的技术发展，将较2015年来的积极，且可为半导体产业带来更多机会。
&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-1e8ad1fe5eccda4771d70_b.jpg& class=&content_image&&&/figure&&p&
MIC看好台湾半导体产业成长率将在2016年回稳，预估整体产值将达到台币22,135亿元，较2015年成长2.4%，表现将相对优于全球（来源：MIC）
张奇进一步指出，根据统计，每人每月使用的移动数据量已达10GB，这也是为何4G才刚开始普及，5G技术随即起跑的原因。5G通讯技术的加速发展可分为两个方面，一为市场端的驱动力，亦即使用者的行为改变，营运商须提供随时随地的连线和支援大量数据传输的能力；低延迟、低功耗的创新物联网服务，以及导入开放式平台与虚拟化功能提升营运商系统效率，都是市场端驱动5G技术发展的原因。
至于产业端的驱动力则包括2020年传输距离可传输数公里远的窄频物联网、6GHz的5G技术与小型基地台双向连网技术…等标准即将推出，可为物联网或新一代感测与移动装置开创更多新应用，再加上各区域标准组织都在争取5G技术主导权，在在皆为促使5G发展更快的助力。
在物联网方面，事实上，物联网与5G技术的发展可以说是相辅相成。庞大的物联网装置需要更高速的移动网路支援，才得以实现；而也因物联网应用服务需要进一步提升效率与品质，导致5G技术的加速前进。
不仅如此，近几年「红翻天」的物联网应用概念，已成为半导体、资通讯…等产业界的新「救赎」。因此若相关产品业者发展方向都积极与物联网进一步产生连结，半导体产业亦是如此。为因应物联网应用少量多样、感测器需求大增、低功耗等要求，半导体业者也积极发展新的相关产品。
拓墣产业研究所即表示，2016年半导体产业将面临转型及调整，物联网扮演整合关键角色。2016年半导体将要面对物联网带来的产品特色与生产周期影响，半导体厂商除须提供具备差异化的产品，提高市场竞争力外，更需借自身的差异化转型以应对下一波的浪潮。换句话说，物联网将改变产品的生产周期，更将使部份厂商的产品价值因使用情境的不同而受到压缩，不过却也衍生出新的价值区块可让厂商有新的填补空间，涵盖新策略和生产工具等，因此转型与调整将是未来几年半导体业的首要课题。
&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//weixin.qq.com/r/ckMQCMnEiJT3rY1r9xZg& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&weixin.qq.com/r/ckMQCMn&/span&&span class=&invisible&&EiJT3rY1r9xZg&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& (二维码自动识别)&/p&&p&
【关于转载】：转载仅限全文转载并完整保留文章标题及内容，不得删改、添加内容绕开原创保护，且文章开头必须注明：转自“半导体行业观察icbank”微信公众号。谢谢合作！
&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//weixin.qq.com/r/4DnawhbEYEsfrVKh92zy& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&weixin.qq.com/r/4Dnawhb&/span&&span class=&invisible&&EYEsfrVKh92zy&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& (二维码自动识别)&/p&&p&
【关于投稿】：欢迎半导体精英投稿，一经录用将署名刊登，红包重谢！来稿邮件请在标题标明“投稿”，并在稿件中注明姓名、电话、单位和职务。欢迎添加我的个人微信号MooreRen001或发邮件到 jyzhang@moore.ren
&/p&&p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//weixin.qq.com/q/W0VcFd3kqEfREiQppGlM& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&weixin.qq.com/q/W0VcFd3&/span&&span class=&invisible&&kqEfREiQppGlM&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a& (二维码自动识别)&/p&
版权声明：本文来自于《
，如您觉得不合适，请与我们联系，谢谢
5G 是第五代通信技术，是 4G 之后的延伸，是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准，其服务的对象从过去的人与人通…
&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/2d3096ddff0c12accb8207b1_b.jpg& data-rawwidth=&551& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&551& data-original=&https://pic2.zhimg.com/2d3096ddff0c12accb8207b1_r.jpg&&&/figure&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/ccd72ef6cf030b2b3e5ff_b.jpg& data-rawwidth=&446& data-rawheight=&31& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&446& data-original=&https://pic4.zhimg.com/ccd72ef6cf030b2b3e5ff_r.jpg&&&/figure&&p&&strong&编者注：&/strong&众所周知，中国通信的用户体验相较许多国家还算不错，但流量资费较高，所以总体体验大打折扣。如果最终能够实现包月不限流量，则消费者的行为习惯将大幅改变，加上VR／AR等消费技术的成熟，最终将能够让行业进入爆发式的增长。&/p&&p&必须指出的是，我国对通信产业十分重视，比如，实际上是将基站设备当成基础设施来做，而国外更多当成商业项目来做，因此通讯产业的发展比很多国家更为蓬勃，但同时，这也与本土通信企业在技术创新上的不断投入有很大关系。&br&&/p&&p&我国在通信技术标准领域可以说经历了以下阶段：&/p&&p&&em&&b&1G空白&/b&&/em&&/p&&p&&em&&b&2G落后&/b&&/em&&/p&&p&&em&&b&3G跟随&/b&&/em&&/p&&p&&em&&b&4G同步加速发展&/b&&/em&&/p&&p&&em&&b&5G领先力争主导&/b&&/em&&/p&&p& 而5G恰恰是具有无穷想象力和商业机遇的技术，它带来的不仅是数据传输速度的提升，更是万物互联和信息化结合的开端。这无疑是万众期待的革新技术，但这一概念提出后已被谈论多年，却迟迟不见实质性的进展，媒体普遍的报道是这项技术“仍处于早期研发期”，因此渐渐淡出了人们的视野。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/43d060bc40e37a8bc8b73_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&853& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic1.zhimg.com/43d060bc40e37a8bc8b73_r.jpg&&&/figure&今年2月，在西班牙巴塞罗纳举办的2016年世界移动通信大会（Mobile World Congress，MWC）上，凭借 Pre5G 技术，中兴通讯获得全球“最佳移动技术突破奖”和“CTO最佳评选奖”双项大奖。&br&&/p&&p&简而言之，中兴通讯提出的Pre5G概念已完成了技术研发，不久后将投入实际应用。这是否意味着，5G不再是概念？人们获得5G体验的时间将大幅提前。&/p&&p&值得注意的是，中国另一主要厂商华为也提出了4.5G的概念。中兴和华为推出的技术实际上有很多类似之处，都包括了某些核心技术，比如Massive MIMO，以及大量的天线。这些都可以基于现有4G终端实现的全新技术。&/p&&p&作为全球最具影响力的移动通信大会，MWC评奖委员会给出的获奖评语是：“这项技术是一个颠覆性创新。”那么问题来了。这一技术到底为何能够被称为“颠覆”？&strong&Pre5G 到底是什么技术？&/strong&是否能够将5G时代提前？到底能够提前多长时间？&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/f70a94d59bbcb523debb0e5c4e008c3d_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/f70a94d59bbcb523debb0e5c4e008c3d_r.jpg&&&/figure&&p&为了深入理解这项技术，DT君一早便来到了位于海淀区的中兴通讯北京研发中心。 &/p&&p&进入大楼，斑驳的墙壁、简单的装修，给人偏简陋的感觉，更像是一个早期创业公司的办公场所。随后，我们见到了中兴通讯首席科学家向际鹰，整个采访过程十分迅速，几乎每个问题还未完整提完，向际鹰就已经反应并作答。而一些问题本准备分开提问，他往往能够顺着逻辑一并给回答了。 &/p&&p&其中，最令DT君印象深刻的是，虽然作为首席科学家，向际鹰十分强调理论知识的应用性。从2011年开始，中兴已经开始招了很多理论研究人才，理论水平达到一定高度。“但是，如果说想要作出创新点的事，那么将不能只停留在纯数学层面，而是将数学应用到通讯工程实践，去改善具体的产品”。&/p&&p&目前，从标准提案、预研、原型机到产品，整个过程的难点是：在关注性能的同时，能够在很早期就关注到实现的复杂性。这可能就是近几年中国企业在技术研发应用能够有所创新的一个细节缩影。 &/p&&p&以下是DT君基于采访所做的报道，因为涉及技术问题较多，所以按照小标题进行分类。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/791b6e1b7_b.jpg& data-rawwidth=&558& data-rawheight=&598& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&558& data-original=&https://pic4.zhimg.com/791b6e1b7_r.jpg&&&/figure&&strong&向际鹰博士（上图是他在MWC获奖现场），中兴通讯首席科学家。先后从事CDMA基站设计，WCDMA、WIMAX、LTE基站系统设计，取得巨大的经济效益，并直接提出数项创新，带来巨大商业价值创新，如全IP基站，多模SDR技术，CRAN，Cloud Radio，Pre5G等等。。获“2013年度中国通信产业技术贡献人物奖”荣誉。2010年、2013年、2014年，获国家技术发明奖，国家科技进步2等奖，广东科技进步奖、深圳市科技进步奖、南粤科技创新奖，电子部科技创新奖等多项奖励。授权发明专利约30项，其中一半是国际PCT专利。&/strong&&/p&&p&&strong&5G到底是什么？&/strong&&/p&&p&5G，字面上解释就是第五代（5th generation）的意思，与其说5G是一项技术，不如说一个技术组合，它能比目前4G高10?倍的吞吐量，并支持多种业务并存，业界一般认为5G至少包括几个方面的提升： &/p&&ol&&li&&p&基站密度大幅度提升，达到目前的10倍或更多；&/p&&/li&&li&&p&频谱资源大幅度扩展，高频区寻找一些空白的频点，达到现有的10倍以上；&/p&&/li&&li&&p&频谱效率大幅提升，达到现在的3～8倍；&/p&&/li&&li&&p&成百倍地提升用户连接数，支持mMTC，降低通讯延迟十倍，支持cMTC；&/p&&/li&&/ol&&p&&strong&达到5G到底要攻克哪些难关？&/strong&&/p&&p&根据上面提出的提升渠道，就可以很直观地看到为何5G时代来临得如此缓慢。 &/p&&p&　　首先，高密度基站建设需要解决干扰问题，还需要大量的资金、人力以及时间；&/p&&p&　　其次，频谱难以获得，且频谱扩展后必须同时升级终端设备，才可能达到预想的效果； &/p&&p&　　最后，提升频谱效率其实是三个提升方向里面最难的。最早的频谱效率提升目标是十倍以上，在经过了两年的尝试后，业内普遍认为10倍提升是MI（不可能的任务）。目前普遍认为，提升至3倍以上，就可达到5G的频谱效率要求；&/p&&p& 因此，从理论上讲，5G的实现时间点比较远，最乐观的估计也要等到2018年才会有标准出台，2019年开始制造终端芯片，2020年之后才可能有商业部署。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/5fbc7b62a24b8f171da432d2b927a57b_b.jpg& data-rawwidth=&565& data-rawheight=&375& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&565& data-original=&https://pic4.zhimg.com/5fbc7b62a24b8f171da432d2b927a57b_r.jpg&&&/figure&&p&&strong&Pre5G又是什么？&/strong&&/p&&p&在4G技术已经成熟的今天，通信界的科学家们都探索用各种途径探索通向5G。而向际鹰的团队则另辟蹊径，走了一条所谓“标准透明”的路，即：终端不用更改，但将基站改良到极致，在基站直接使用5G的技术。试图在不更改终端的前提下，就可以使用户体验到接近5G的性能，此项技术称为Pre5G。 &/p&&p&Massive MIMO就是一项代表技术，它本是一项5G技术。与4G相比，Massive MIMO的天线数量提升十倍以上，达到或接近100根。5G MassiveMIMO试图通过大规模的MIMO技术成倍提升频谱效率。&/p&&p&经过实测，Pre5G Massive MIMO可提升通讯容量4～6倍，这是一项了不起的成果，这实际上已经超过了5G最低的目标值。MWC大会的评审对于此项技术的“颠覆性创新”的评价也是基于两点： &/p&&ol&&li&&p&在没有修改终端的前提下，用户的体验得到了成倍提升；&/p&&/li&&li&&p&比5G标准提前了4-5年的时间，让大家对于5G的技术有了一个很好地展望；&/p&&/li&&/ol&&p&&strong&Pre5G能带来些怎样的用户体验提升？&/strong&&/p&&p&该问题可能是所有人最关心的，但是答案非常简单：那就是大家获得了一个“更稳定更高速”的网络。用一张图就可以让你明白：&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/ba3fc95543e_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&581& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/ba3fc95543e_r.jpg&&&/figure&&p&图中的五部手机只是小编给出的示意图。从图中可以看出，基于4G技术的五部手机，在同一空间、时间、频点上，往往是不能同时工作的。由于LTE的帧长特别短，只有1ms，所以各个手机在时间和频点之间不断切换时，用户误以为五部手机同时工作，但实际上五部手机的吞吐量都成倍下降了。远远达不到LTE所宣称的峰值。 &/p&&p&而Pre5G则是利用多用户空分复用（SDMA）技术，让5部甚至更多终端能够同时通讯而几乎不互相干扰，达到大幅度提升平均吞吐率的目的，这样，虽然手机没有改良，但所有手机所感受到的吞吐量都成倍提升了。 &/p&&p&换言之，Pre5G会给大家带来一个更加“稳定和高速”的网络。&/p&&p&&strong&Pre5G的技术难度和突破主要在哪里？&/strong&&/p&&p&从实现难度上看，Pre5G基站的难度在某种程度上甚至大于5G，这是因为5G基站和终端会配合，有了终端的配合，基站实现难度大幅降低，而Pre5G终端没有改进，不配合，为此基站要付出更高的复杂性代价才能达到同样效果。例如，基站侧需要通过复杂的校正机制，单方面实现皮秒级（ps）的时间精度以便利用对称性信息。 &/p&&p&向际鹰称，对于单信道容量已接近香农限，则在同样的频段、同样的时间段、同样的无线传播空间下，唯一可成倍提升容量的技术是空分复用（SDMA），但是，SDMA是一项“相干技术”，那么传统的基于统计的方法，已不再适用，需要采用“解析方法”，即，对信号进行精确测量，形成精确的“零陷”，而这将付出巨大的复杂性代价。 &/p&&p&在Massive MIMO研发的过程中，除了“标准透明”问题之外，项目组遇到的最大问题是计算复杂性，早在几年前，中兴就自研了一颗比较超前的矢量处理器芯片（Vector Processor），一个clock可以完成几十个独立的运算。而Massive MIMO的矩阵运算恰好并行度很高，因此，解决了massive MIMO功耗，体积问题，这样才能把此项技术推向实用化。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/d7ab058c43e13ccf94866a_b.jpg& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&354& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&https://pic4.zhimg.com/d7ab058c43e13ccf94866a_r.jpg&&&/figure&&strong&使用Pre5G的费用会增加么？&/strong&&br&&/p&&p& 从成本角度来看，Pre5G唯一增加的是基站改造的费用，不需要更改终端。而在这一方面，中兴通讯在开发这项技术的一开始就有了考量，中兴自研的矢量处理器芯片不但可成倍提升处理能力，也能相应降低成本。最终的目标是，Pre5G单位流量的价格不升反降。这也是运营商对制造商提出的挑战很高的要求。&/p&&p&&strong&我国的移动网络质量，5G所处的位置？&/strong&&/p&&p& 我国的移动网络质量在全球是领先的。这有几个原因，中国的基站建设是基于国家战略层面总体规划的，因此不同于欧美的利润导向型建造方式。因此一开始覆盖率就非常高。另一个原因，中国厂家可提供高性价比，面向各种场景定制化的设备，甚至在珠穆朗玛峰（海拔6500米）上都有建有我们的通讯基站。所以，中国的移动网络基础设施是比较领先的。&/p&&p& 对于5G同样如此，亚太地区的国家，包括中国相对而言是非常激进的，这个激进反映在运营商和制造商。例如亚洲的一些大型国际峰会，被用于作为5G测试的节点，这些都无形拉动了5G产业链。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/ed3ea33ffa76bdd491f4f05_b.jpg& data-rawwidth=&558& data-rawheight=&412& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&558& data-original=&https://pic2.zhimg.com/ed3ea33ffa76bdd491f4f05_r.jpg&&&/figure&&strong&5G时代到底有啥可期待的？&/strong&&/p&&p&&strong&5G主要有三个目标：&/strong&&/p&&p&首先，对于超高吞吐率的eMBB技术，可以配合虚拟现实和增强现实（VR／AR），通过终端和系统的一系列突破，改变所有用户的行为方式；&/p&&p&其次，对于mMTC，可使物联网接入数量大幅上升，每平方公里达到上百万个。今后我们周围，甚至我们体内，到处都是连接5G网络的传感器或微控制器；&/p&&p& 第三点，cMTC具有超低时延，支持连网自动驾驶，实时交互游戏等新的应用； &/p&&p&总之，5G的蓝图是非常诱人的。不过这些目标都非常有挑战性，全球的通讯工作者都在朝这一目标努力。&/p&&p&&strong&关于VR/AR与5G？&/strong&&/p&&p&VR/AR是下一个可能改变所有用户行为的引爆点，但在引爆之前，需要解决几个关键性技术问题： &/p&&p&首先，对网络的需求特别大，这是因为VR的视角远远大于手机，眼睛的分辨率很高。加之双眼立体视觉，使得流量成几倍几十倍的提升。从这个意义上说，5G提出千倍容量需求并非空穴来风；&/p&&p& 其次，网络问题解决了，终端还必须大幅度提升。这需要很多实现细节方面的创新，例如，苹果确实完成了一些创新，让原来需要按5个键的操作，变成只需要按一两个键，正是这些细节创新，这些细节创新改变了用户的行为模式（人人都随时拿着智能机）； &/p&&p&而要达到“人人都戴VR、AR头盔”，至少还要在体积、重量，耗电上有较大突破才行。目前业界正在努力； &/p&&p&目前，该领域处于应用层面还没有突破，但底层的基础技术已经处于全面开花的阶段。在应用层面，三星今年MWC上作的演示，甚至淘宝VR购物等，都具有拉动效应。一旦取得技术突破，VR、AR将就会爆炸式的增长，也会强烈拉动5G的需求。&/p&&p& 中兴也积极介入这一领域，并在很多基础技术如压缩、AI、硬件等方面有很好的积累。传统认为，中兴是属于做基础设施以及传统管道，但我们也在往上拓展。 &/p&&p&所以，对我们而言，现在也是技术爆发的密集时间点。&/p&&p&&strong&关于空基通讯&/strong&&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/1895aed11b3e4cf8c500bd42ca74f6dd_b.jpg& data-rawwidth=&526& data-rawheight=&380& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&526& data-original=&https://pic4.zhimg.com/1895aed11b3e4cf8c500bd42ca74f6dd_r.jpg&&&/figure&&p&空基通讯的研究近年十分活跃。典型的空基通讯包括气球、太阳能飞机、卫星等等。 &/p&&p&空基通讯目前一些国外公司的研究比较领先，但空基通讯当前还有很多技术问题，例如，气球在平流层无法静止，所以位置无法控制；甚至还有聚集效应，如果多个气球过于靠近会有严重干扰。 &/p&&p&比较而言，太阳能驱动的无人机表现稍好，但对飞机本身的设计要求非常高。此外，无线损耗与距离成平方反比关系。平流层（20KM）和卫星（数百公里）距地面都太远，损耗太大。 &/p&&p&总之，目前认为空基通讯只能作为地面网络的辅助，而不是替代。&/p&&p&&b&DeepTech深科技原创，转载须授权。&/b&&/p&
编者注：众所周知，中国通信的用户体验相较许多国家还算不错，但流量资费较高，所以总体体验大打折扣。如果最终能够实现包月不限流量，则消费者的行为习惯将大幅改变，加上VR／AR等消费技术的成熟，最终将能够让行业进入爆发式的增长。必须指出的是，我国对…
&b&为极解密&br&&/b&&br&作者：见南山&br&&br&&blockquote&编者按&br&“华为极化码事件”内幕：&br&极化码获得的并非之前大肆炒作的“短码”。&br&
极化码打败的对手并不是LDPC，而是在控制信道上取代4G现有技术TBCC。&br&
若非极化码最终靠非技术手腕挤进控制信道，华为投资几十亿的5G“三神器”在5G NR第一阶段业已全部打水漂。&br&&br&整个5G信道编码又经历一番怎样波澜壮阔的争斗，这背后又隐藏着多少暗流汹涌的阴谋诡计。”为极解密“ 为您最全方位的解析。&/blockquote&&br&&p&&b&第一章 极之澄清&/b&&/p&&p&&b&第一章 第一节 5G到底哪一部分码会考虑使用极化码？&/b&&/p&&p&&b&第一章 第二节 极化码在长码上真的是几票惜败于LDPC么？&/b&&/p&&p&&b&第一章 第三节 5G NR 极化码到底打败了谁？&/b&&/p&&br&&p&&b&第二章 极化之源&/b&&/p&&p&&b&第二章 第一节 前5G -- 毫米波&br&&/b&&/p&&p&&b&第二章 第二节 “三神器”&/b&&/p&&br&&p&&b&第三章 极化过程&/b&&/p&&p&&b&第三章 第一节 哥德堡会议（2016年8月）&br&&/b&&/p&&p&&b&第三章 第二节 “国标码”&/b&&/p&&p&&b&第三章 第三节 里斯本会议（2016年10月）&/b&&/p&&p&&b&第三章 第四节 雷诺会议（2016年11月）&/b&&/p&&br&&p&&b&第四章 登峰“造”极，“为”我独尊&/b&&/p&&br&&p&&b&跋&/b&&/p&&br&&p&&b&参考文献&/b&&/p&&br&&p&&b&附录1&/b&&/p&&p&&b&附录2&/b&&/p&&p&&b&附录3&/b&&/p&&br&&br&&b&序&/b&&br&&br&&p&近期有关“华为的”极化码（polar
code）碾压西方列强赢得5G信道编码的新闻铺天盖地。作为几次会议的观战者，仅作此文澄清一些事实，也兼谈一些对5G的个人看法，以期抛砖引玉。&/p&&p&“为极”有两方面含义：&/p&&p&字面意思即华“为”所推崇的“极”化码。&/p&&p&同时也蕴含“所作所为以至极”的意思，隐喻此次事件对3GPP的影响。&/p&&br&&br&&b&第一章 极之澄清 &/b&&br&&br&&b&第一章 第一节
&/b&&b&5G到底哪一部分码会考虑使用极化码？&/b&&br&&br&&p&有关polar code的报道可谓铺天盖地，各种名词概念看得人头晕目眩，到底polar码会被5G哪部分采用，看了诸多报道可能还是一头雾水。其实梳理一下，编码应用主要集中在以下两类信道：数据信道，控制信道。在3GPP的讨论过程中，数据信道又有了长码和短码的讨论。&/p&&br&&p&先说一下结论：&/p&&u&&b&Polar code被采用的是控制信道的编码，既不是长码也不是短码，因为长短码只属于数据码讨论范畴。&/b&&/u&&br&&p&我们首先解释一下数据和控制信道的区别和联系：&/p&&p&&b&&u&所谓数据信道：&/u&&/b&传输的是用户所要传递的数据，视频浏览，微信短信，电话服务等等。&/p&&p&&b&&u&所谓控制信道：&/u&&/b&传输的是有关数据信道的信息，譬如，数据在哪里传，数据块的大小，等一些控制信息。&/p&&br&&p&通常来说，数据信道编码所需要的码长范围远远大于控制信道，且数据信道编码需要支持高速率数据传输，相对控制信道而言有更高的硬件要求。下面表格1总结了数据信道和控制信道比较常见的码块信息比特长度。&/p&&br&&p&表格1：数据信道和控制信道码块信息比特长度的通常范围&/p&&p&数据信道
Info Bit K From 40 to 6,000~8,000 &/p&控制信道 Info Bit K 20~100
(一般场景)&p&控制信道 Info Bit K Up to 300 bits (极端场景) &/p&&br&&p&这个表格的例子列举了常见的数据信道和控制信道所要支持的信道编码码块长度。&b&&u&一个数据信道码块长度&/u&&/b&从40-bit到6,000~8,000-bit。&b&&u&一个数据信道的传输块&/u&&/b&可以包含几十甚至&b&&u&成百上千的码块&/u&&/b&，换而言之，数据信道的数据量可以比控制信道高几个数量级。而控制信道的码长一般在100以内便可以覆盖大部分应用场景（此处数据参照4G LTE，5G的控制信道设计尚未完成，具体范围是否变化还待定）。这并不意味着控制信道编码不如数据信道编码重要（而只是说明两种信道需要的码长范围不同），事实上恰恰相反，控制信道编码解码对5G整个的延时，功耗等都有着深远的影响。Polar在延时功耗上能否符合要求还有待验证。&/p&&p&控制信道的码长虽短，但却并不隶属于媒体近日一直热炒的“长码”和“短码”中的任何一类。因为被热炒的Turbo,
LDPC和Polar 5G“短码”之争仅限于数据码范畴。&/p&&p&其实3GPP标准中本无所谓长码短码的概念，时下报道中常见的长码短码来自于10月里斯本（3GPP RAN1）会议关于“增强型移动宽带（eMBB）的数据码”的讨论。10月里斯本RAN1的决议[2]摘录见附录1。四点决定非常清楚：&/p&&br&&p&a.
数据信道长码(information
block size & X)用LDPC&/p&&p&b.
数据信道短码(information
block size ≤ X)用Turbo, LDPC
or Polar 有待3GPP 十一月雷诺会议决定&/p&&p&c.
长码短码载荷分界线 X 在128到1024 bit之间, X的具体值有待3GPP
十一月雷诺会议决定。&/p&&p&d.
控制信道和URLLC（超可靠低时延通信）和mMTC（大规模物联网）的编码有待研究&/p&&br&&p&由此可见，最近一直被提及的长码短码指的都是数据信道编码（a和b）。控制编码的讨论是另外的研究课题（包含在d里面）。&/p&&p&很多报道说polar被控制信道“短码”所采用，不知是对数据信道“长码短码”的讨论背景确实一无所知，亦或是有意无意地混淆了概念。&/p&&p&在章节最后，重申一下结论：&/p&&p&&b&&u&Polar code&/u&&/b&&b&&u&最终被采用的是控制信道的编码，既不是数据码中的“长码”也不是“短码”&/u&。&/b&&/p&&br&&p&&b&第一章 第二节
&/b&&b&极化码在长码上真的是几票惜败于LDPC么？&/b&&/p&&br&&p&有报道说在10月里斯本3GPP RAN1会议长码的决议中，polar code 以几票之差惜败于LDPC。是否有这回事呢，到底有多少家公司支持polar做eMBB的长码？&/p&&p&察看一下10月里斯本会议的纪录[2]，事实便很清晰（原始记录[2]可以在3GPP网站上下载，参考文献里提供了链接）。事实上在当时的讨论中，对于大多数公司来说，LDPC用于长码，几乎是无可争议，是为了达到高吞吐率和硬件的高效率所必需的。绝大多数公司都认可即便短码可能有其他选择，长码都必须要有LDPC。实际上，除了华为觉得polar code可以同时胜任长码和短码以外，其他没有任何一家公司表示长码不需要LDPC（其他所有支持turbo/polar的公司也都明确表示长码需要LDPC，即LDPC+Turbo或者LDPC+Polar）。然而在短码问题上，用LDPC,
Polar还是Turbo几方争持不下。为了取得进展，主席最终先采纳了大家都能够同意的LDPC作为eMBB长码，参见附录2中的详细分析。&/p&&p&从结果来看，&b&&u&LDPC&/u&&/b&&b&&u&用于长码几乎是众望所归自然而然的结果。所谓polar&/u&&/b&&b&&u&的几票惜败LDPC&/u&&/b&&b&&u&于长码的说法，不知有何依据。&/u&&/b&&/p&&br&&b&第一章 第三节
5G NR 极化码到底打败了谁？&/b&&br&&br&&p&首先列举一下5G主要的候选编码如下：&/p&&p&1）Turbo code (turbo码)&/p&&p&2）LDPC code（低密度奇偶校验码)&/p&&p&3）Polar code
(极化码)&/p&&p&4）TBCC (咬尾卷集码)&/p&&p&数据信道编码的竞争主要在Turbo/LDPC
和Polar三者之间展开。最终LDPC脱颖而出，成为数据信道编码（请参考前文）。&/p&&p&而控制信道编码，主要的争夺其实是在TBCC和Polar之间展开，具体的技术讨论也只是在11月雷诺会议上才展开。控制信道编码本来不必在雷诺会议上决定，但作为数据控制信道编码一揽子妥协方案的一部分，最终决定以Polar
code取代4G采用的TBCC。&/p&&br&&p&看看最终的决定和最后阶段的几个竞争方案便一目了然（详细分析参见附录3）。&/p&&p&最终TBCC并未能成为下行控制信道的编码，但之前提到的“短码”属于数据码讨论范畴，跟控制码完全是风马牛不相及的两回事。说“polar在短码上击败了LDPC拿下控制信道”，至少有两处偷换了概念（a. 把控制信道编码混淆成之前所说的数据信道短码. b. 把polar击败的对手TBCC混淆成了LDPC）。再次简单总结一下最后的结果：&/p&&p&&b&1） &/b&&b&&u&数据信道：长码，短码均采用了LDPC&/u&&/b&&/p&&p&&b&2） &/b&&b&&u&控制信道：Polar&/u&&/b&&b&&u&击败的是TBCC&/u&&/b&&b&&u&而非LDPC&/u&&/b&&/p&&br&&br&&b&第二章 极化之源&/b&&br&&br&&p&“Polar事件” 极化过程并非一蹴而就，也非一个孤立的事件。把它的发展过程放到整个3GPP
5G发展的大背景下才能得见事件的全貌。要了解整个事件的来龙去脉，必须对之前5G的背景做一些简单的介绍。无线通信系统，从1G到2G是从模拟到数字的飞跃；2G到3G是从语音到数据的飞跃；3G到4G则是从移动窄带到宽带的飞跃。关于5G的技术重点近年来众说纷纭，各个国家地区的研究重点也因可用的5G频谱上的不同而因地制宜。&/p&&br&&b&第二章 第一节
&/b&&b&前5G -- 毫米波&/b&&br&&br&&p&早在3GPP 5G NR开始之前，Verizon Wireless早已迫不及待地搞了一个5G technical forum （5GTF）,基于LTE标准的框架定了一套针对毫米波的pre-5G商业试用spec。&/p&&p&毫米波是5G的一个发展方向，具有高频得天独厚超高宽带的优势，如果能有效结合波束赋形（beamforming），那在覆盖范围内能支持非常高的速率。然而高频毫米波真正要做到移动宽带，挑战也确实不小。高频覆盖范围小，对介质的穿透能力极其有限，移动应用中毫米波从室外到室内的覆盖问题始终是一个难点。&/p&&p&Verizon在3G，4G时代都是率先尝试新技术，自然也希望在5G时代，继续保持技术领先。&/p&&p&但这不是Verizon大张旗鼓投入毫米波作为其5G切入点的主要原因。Verizon选择上毫米波的根本原因在于频谱。放眼望去，美国的非毫米波频段（sub-6GHz）几乎没有可用于5G移动宽带的频谱（好容易有个3.5GHz的可能频段本，被Google
一番游说后变成shared licensed spectrum了），FCC刚刚批准的5G频谱全部在毫米波频段。&/p&&p&还有一点很关键的是，Verizon面临的不单是移动服务上来自传统运营商（ATT,
T-mobile, Sprint）的竞争。更要面对潜在新兴运营商在移动和固网上的双重挑战（比如Google之前一段炒得很热的Google Fiber对Verizon的固网业务就是潜在的威胁）。由于这两方面的原因，Verizon投入固网和移动都能支持的毫米波技术就势在必然了。&/p&&p&其实Verizon想抢跑5G纯粹出于自身商业利益考虑，但有好事者就把Verizon的5GTF描绘成了美国想绕开3GPP在5G抢得了先机的阴谋。几个月前，当5GTF刚刚完成定标，网络上“美国抢跑5G”之类的新闻也是铺天盖地。其实5GTF是否与地域政治有关，只需看看美国其它运营商的反应。同为美国运营商的ATT对Verizon的抢跑显然非常不满，急吼吼地催促3GPP加速完成5G NR的定标（ATT公开宣称5G NR的第一版将在2017年底之前完成）。&/p&&p&这个5G的战前小插曲本来与polar码丝毫不沾边。可我们后面将看到，这是如何被“国标定码”的阴谋论所利用，催生了整个polar极化事件。&/p&&br&&b&第二章 第二节
&/b&&b&“三神器”&/b&&br&&br&&p&所谓三神器，即华为主推的三种5G基础技术：&/p&&p&一．
&b&&i&filtered-OFDM&/i&&/b&&/p&&p&二．
&b&&i&SCMA &/i&&/b&(稀疏码分多址，sparse-code-multiple-access)&/p&&p&三．
&b&&i&polar code&/i&&/b&&/p&&p&说起如今的移动通讯界，便不得不提到华为的大名。纵观通讯行业，老牌公司（无论是设备或是终端厂商）大多在保盈利与求发展的薄刃上徘徊挣扎。国际上传统通信设备供应商面临华为为首的中国企业的巨大挑战，兼并重组，整合不断，能够在这一产业生存的玩家逐步减少。手机终端产业则面临风云变幻的市场和惨烈的竞争。往往是你方唱罢我登场，几个月前还风光无限，稍有不慎便会深陷危机。即便是业界巨擘也是如履薄冰，时刻面临着发展停滞的潜在危险。&/p&&p&就是在通讯行业这样的大环境下，华为却能在基站和终端业务上花开并蒂，多年保持百分之几十的增长，不得不令人叹服。华为也非满足于眼下发展的池中之物，有着包藏宇宙之机，吞吐天地之志的雄心，踌躇着要在5G时代有一番作为。单从技术层面看，华为有着世界上最大的4G LTE
TDD（时分双工）市场，同时在基站与终端两端均享有巨大的份额，这在当今的通讯行业极为难得（绝大多数通讯企业只有基站或者终端一方面的业务，要基站终端联调必须与其他公司合作），这巨大的市场本身便是华为一个得天独厚的的研发和创新平台。&/p&&br&&p&笔者以为华为靠多年TDD的经验和研发便足以在5G增强型移动宽带上引领群雄，大展一番宏图：大规模MIMO天线阵和channel reciprocity相辅相成，恰如九阳神功结合乾坤大挪移足以实现高速率和高覆盖的移动宽带体验；凭借在TDD各类相关业务上多年的累积（LTE大/小/微型小区的经验），能在5G上赋予动态TDD和灵活双工模式（flexible Duplex）新的生命，甚至彻底颠覆传统FDD、TDD双工模式，把上下行的调度做得更为灵活高效，甚至可能在5G上豪赌，挑战全双工的系统实现。&/p&&p&出乎意料的是，华为主推的所谓三神器与其TDD上的技术积累几乎没有任何关联性可循。每与同事/同行谈及三神器，都不觉莞尔。这三种技术实在是谈不上革命性，甚至不具有演进性的意义，因为已经有太多类似的技术可以达到类似或者更好的性能。更棘手的是，三神器的性能增益大部分仍停留在纸上谈兵的学术研究阶段。举几个简单的例子：&/p&&br&&p&fOFDM，在实际功放模型下（practical PA model），其性能与传统的“加窗”技术相比并无明显优势，却大大增加了发送和接收机的复杂度。&/p&&p&SCMA，由于其稀疏的限制，在物联网应用上链路预算大打折扣。（题外话：即便是从信息论角度而言，在信道编码之外再多加一层多维短码实有房上加楼之嫌。在理论上毫无必要）。&/p&&p&Polar码，现行的逐次消去列表解码法（successive cancellation list decoding）并不非常适合硬件并行实现。高效率低延时解码设计，IR-HARQ设计等诸多方面的成熟度相比LDPC，Turbo和TBCC仍相去甚远。考虑上延时，实现复杂度等因素，Polar码能否有任何可实现的性能优势也是见仁见智。然而Polar码所带来的实现风险却是无法回避的问题。&/p&&br&&p&三神器之于5G，着实让人有“食之无味，弃之可惜”的感慨。令人费解的是，华为竟然会举全公司的5G研发资源专注于如此三个初创公司的课题。抑或是我辈见识浅薄，管中窥豹，未见全璧？然则三神器到底是何等的无可替代，它们又能在5G开启怎样的新功能、新服务实在是让人说不上来。有人甚至揣测，华为大肆宣传“三神器”莫非是效仿当年韩信“明修栈道，暗渡陈仓”的战略。一旦3GPP正式开始，图穷匕见，华为便会拿出真正的5G方案蓝图，所谓的三神器不过掩人耳目罢了。&/p&&p&之后3GPP的会议历程验证了上述一半的猜测，但是后来事态的极化恐怕远远超出了所有人的意料。&/p&&br&&br&&b&第三章 极化过程&/b&&br&&br&&b&第三章 第一节
&/b&&b&哥德堡会议（2016年8月）&/b&&br&&br&&p&要了解Polar码极化事件的极化过程就有必要跟踪整个“华为三神器”在3GPP的历程。&/p&&p&5G NR自从2016年4月在釜山正式拉开帷幕，经过了釜山（2016年4月）和南京（2016年5月）两次会议的讨论与研究后，在8月的哥德堡RAN1
86会议上，对频谱约束（spectral confinement）的波形技术做了总结。RAN1决定不在标准中指定spectrum confinement
technique，发送端波形技术做到对接收机透明。具体的频谱特性需求则移交RAN4继续讨论[1]：&/p&&br&&p&Agreement:&/p&&p&o
perspective, spectral
confinement technique(s) (e.g. filtering,
windowing, etc.) for a waveform at the transmitter is transparent to the receiver&/p&&p&这标志着三神器之一的fOFDM至此已结束了5G在3GPP RAN1的历程。这样的结果实际上并不意外，一方面正如前面章节所说的有太多的实现方法来达到不同的性能取舍，RAN1很难定标某一个具体的实现方案；另一方面，定标对接收机透明，可以留给实现更多的空间来不断创新和演进波形技术。&/p&&p&此时信道编码的情况怎样呢？关于eMBB数据信道采用LDPC已经获得了大多数公司的认可。从下面的提案中可以看出，非但是后来的所谓LDPC阵营的公司，该提案也获得了大多数当红中国手机OEM公司的支持。理由无他，支持高速率用LDPC是非它不可，大势所趋。&/p&&p&&b&R1-167999&/b&
WF on Channel Coding Selection Qualcomm Incorporated, Samsung, Nokia, ASB,
ZTE, MediaTek, Intel, Sharp, MTI, Interdigital, Verizon Wireless, KT Corporation,
KDDI, IITH, CEWiT, Reliance-jio, Tejas Networks, Beijing Xinwei Telecom
Technology, Vivo, Potevio, WILUS, Sony, Xiaomi &/p&&p&Also supported by Oppo.&/p&&p&Revision of &b&R1-166376&/b&&/p&&p&Proposal:&/p&&p&o
LDPC should be selected for eMBB data channel to
provide performance and implementation advantages at high rate and large
blocklength &/p&&p&从下面的提案中就可以看出，此时看好polar的