美國科研能力那麼強，為什麼在 5G 技術落後中國 3 年

雖然很多人不願意承認，但是美國國防部卻自己坦誠了在 5G 領域的窘況：

然而，在目前的5G競爭中，無論是國防部還是美國政府都無法決定5G供應鏈的內容和整合--我們專注於構建毫米波頻段的5G生態系統，使我們脫離了Sub-6 GHz頻段的5G生態系統的全球供應鏈。如果世界其他地區接受中國產品作為5G的更便宜和更優越的選擇，這種不匹配將給國防部帶來嚴重的安全風險。

中國在此次的 5G 競爭之中實打實地領先了美國至少 3 年。

2008 年， 4G 時代開始起航，4G 的到來，不僅讓我們引來了移動互聯網時代，智能手機成為人們的必需品，還引發了移動支付革命，互聯網企業如雨後春筍，構建了一個龐大的線上世界。

那個時候，美國依然在 4G 時代佔據著領導地位，2010 年初，AT&T和Verizon利用在2008年競標中贏得的700兆赫(MHz)頻譜迅速在全美部署LTE。

在這一部署的基礎上，美國成為(繼芬蘭之後)第一個擁有LTE綜合網絡的國家，LTE網絡的性能大約是當時3G網絡的10倍。這種性能上的進步推動了智能手機的迅速普及，這種新型手機不僅可以傳輸更多內容，而且速度更快。

Apple、Google、Facebook、Amazon、Netflix等無數美國公司都針對這一頻譜開發了新應用程序和服務。隨著LTE技術在其他國家部署，相應的手機和應用程序也得以在全球推廣。

這一舉措助力美國取得無線和互聯網服務領域的全球主導地位，並創造了一個由美國領導的無線生態系統，美國國防部和世界其他地區近十年都在使用這一系統。

然而，4G 時代，美國已然感覺到了屬於中國互聯網生態的威脅，因為和其他國家不一樣，中國的互聯網生態屬於閉環生態，其他國家都用美國的WhatsApp、我們國家則是微信；其他國家都用美國的臉書，我們國家則是微博。

中國構建了一個由自己企業建設開發的生態圈，並且先美國一步完成了移動支付革命，從而將手機變成了生活中的必需品。

而且令美國特別生氣的是，阿里巴巴、騰訊這些可以走出去，但是臉書、WhatsApp卻無法打進來。

所以美國在國防部發表的文件《5G生態系統：對美國國防部的風險與機遇》憤怒地寫道：

中國電信設備巨頭華為的全球營收從2009年的約280億美元增至2018年的1070億美元，而愛立信、諾基亞等這些傳統市場領軍企業同期營收均有所下降。華為、中興通訊、小米、VIVO和OPPO等中國手機廠商在全球市場份額迅速增長，儘管在美國市場的銷量還比較小，但在使用率和影響力方面仍在迅速增長。2009年，收入排名前十的互聯網公司都是美國公司。如今，在前十名中中國企業佔了四個席位。這種趨勢仍在繼續

然而，到了 5G 時代，美國又遇到了一個非常尷尬的問題，那就是押錯注了。

全球領域目前採用兩種方法部署數百兆赫的5G新頻譜。第一種的重心放在6GHz以下的電磁(EM)頻譜上(“低到中頻段頻譜”，也稱為“Sub-6”)，主要在3GHz 和4 GHz頻段。第二種方法側重於24~300GHz之間的頻段(“高頻頻譜”或“毫米波”)

在全球的 5G 押注上，美國只單押注了毫米波。

但華為提前完成了Sub 6GHz的研發，不僅更加便宜而且信號更好。而在國內5G的建設中，已經確認將首先使用Sub 6GHz這一方案。

工信部也已經公佈我國5G中頻段內的頻率使用規劃，明確了明確了3300-3400MHz（原則上限室內使用）、3400-3600MHz和4800-5000MHz頻段作為5G系統的工作頻段。

各國選擇的Sub-6GHz頻段

Sub-6GHz頻段作為NSA（非獨立組網）的關鍵之一，在建設成網後，可以有效利用現有的4G LTE網絡，繼續使用2.5GHz-2.7GHz頻段，可以節約運營商網絡建設成本，並且能夠很好的兼顧網絡覆蓋範圍和建築內部穿透能力。也就是說它在網絡速度和信號覆蓋上都能夠取得很不錯的效果。

另外目前中國運營商所開展的5G聯通試驗中，使用的大多也是這一頻段。比如在2017年中，中國移動、中興與高通所進行的全球首個基於3GPP標準的端到端5G新空口系統互通，在二者之間的通訊頻率就在3.5GHz頻段。顯然這就是未來國內使用的5G手機中，必須支持到的一個頻段。

而美國之所以單壓毫米波，則是因為Sub-6GHz頻段大部分是美國獨有的聯邦頻段，特別是國防部廣泛使用的頻段。簡單來說，就是隻能軍用，沒有辦法民用。

雖然研發的5G毫米波雖然速度更快，高通在MWC的展示中，已經通過運用毫米波技術，達到了4.63Gbps的網絡傳輸速率，這是一個在4G時代無法想象的快速。

5G毫米波

毫米波雖說在速度上讓6GHz頻段望塵莫及的，然而毫米波存在傳輸距離短，穿透和繞射能力差，容易受到氣候環境影響等缺點。自然環境中，雨水、樹葉等都會大大阻礙毫米波的穿透， 而且頻率愈高的波段，衰減就愈嚴重，因此毫米波通常應用在比較短距離的通信需求方面（2公里內），或者遮蔽障礙物不多，空間小的 場景（如家庭或辦公室等場合）中。

為了彌補衰減嚴重的缺陷，通常需要使用多天線波束成形技術去補償收發信號的增益。目前，毫米波通信在射頻器件、系統設計等方 面還面臨很多難題，比如CMOS技術的硏發、導波管設計、基板設計、 電力耗損問題、晶片內部連接線的長度，以及頻率偏差晃動等問題都需要突破。

雖然高通已經有了相應的解決措施，但是落實到實際之中，還是會存在著許多的困難。

最重要的一點就是，毫米波頻率與氣象衛星的接近（23.8千兆赫頻率），5G網絡的大範圍鋪開建設可能會干擾衛星的觀測，這會嚴重影響天氣預報，尤其對大型風暴預警能力降低以及人員死亡產生極大的影響，而且目前毫米波不能提供高密度服務。

毫米波頻率的大氣吸收率(db/km)

美國宇航局（NASA）國家海洋和大氣管理局（NOAA）一直在向聯邦通信委員會（FCC）發出警告，稱之拍賣的 5G 無線網絡頻譜，可能對天氣預報系統的數據收集系統造成嚴重的影響，從而影響颶風預測的準確性。NOAA 代理主席 Neil Jacobs 在國會山表示，正在推進的 5G 網絡建設，或將天氣預報的準確性降低 30% 。

而華為這邊早已經完成Sub 6GHz頻段的研發，在全世界開始兜售其 5G 技術，3Ghz和4Ghz之間的頻譜波段可以說主導了全球的5G活動，因為相比於毫米波頻譜，3Ghz和4Ghz的傳播範圍得到了改善，能用更少的基站數量提供相同的覆蓋範圍和性能。

這讓美國特別驚恐，然而，華為不僅完成了Sub 6GHz頻段的研發，2018年 5 月份日本最大的移動通信運營商NTT DoCoMo宣佈，他們已經和華為完成5G毫米波接入回傳一體化（IAB，Integrated Access & Backhaul）技術的外場測試，該技術提高了毫米波（mmWave）頻譜的無線覆蓋範圍。

華為的而IAB技術則通過使用一種“由超材料製成的緊湊型焦距透鏡天線”和波束賦形技術集中無線電波的遠距離方向，這將能夠減少信號干擾，並且允許同步數據傳輸速率超過相同的頻段。

簡單來說，美國還沒有克服的毫米波技術障礙，華為已經率先攻克，而且預計可以在 2020 年就正式投入商用。

因為實際上，5G標準截止目前仍然沒有全部完成，而且最後一個階段還突然推遲了！

為了加速上馬5G，新一代移動通信技術標準分成了R15、R16兩大階段，其中R15又分為三部分，R15 NR NSA(新空口非獨立組網)標準2017年12月完成，R15 NR SA(新空口獨立組網)標準2018年6月完成，後邊還有個5G Late Drop。

R15 Late Drop標準原計劃2018年12月完成，然後到2019年3月完成含有完整ASN.1代碼的標準版本，但就在今年馬上結束之際，日前的意大利3GPP會議上，3GPP突然宣佈後續標準工作推遲3個月，R15 Late Drop、R15 Late Drop ASN.1分別要到2019年3月份才能完成。

這樣一來，再往後的工作也不得不順延，即便之後的工作進展順利，R16標準完成時間也要從2019年12月延後到2020年3月，R16 ASN.1則要到2020年6月。

也就是說5G全部標準要到明年 6 月份才全部搞定，美國估計也是想在標準完成之後最終完善毫米波的缺陷，並且投入商用。可是華為不僅走在了標準的前面，還把5G的關於毫米波和Sub 6GHz所有核心技術都給搞定了，三大運營商也在今年就展開了5G的全國大範圍部署。

先用 Sub 6GHz頻段搶訂單，再用提前研發完成的毫米波徹底堵了美國老路。作為全球唯一一個擁有Sub 6GHz和毫米波兩大技術的公司，華為的確讓美國公司恐慌了一把，甚至擔心其推出的毫米波方案沒有人跟隨，而中國的Sub 6GHz頻段則成為引領者。

美國運營商可能會繼續探索毫米波，但如果沒有追隨者，就不可能在5G領域領先。

無線網絡的領導地位要求全球市場認可並遵循領導者所制定的頻譜頻段規範，因為這些5G子組件和產品最終將推動跨網絡的互通。世界其他地區與美國運營商相比，並不存在相同的Sub-6頻段限制問題，所以他們後續將在該範圍內尋求5G的發展。因此，如果美國繼續探索與世界其他國家不同的頻譜範圍，可能會發現自己沒有全球供應鏈基礎。

如果世界上大多數國家採用的未來5G生態系統是建立在Sub-6中頻頻譜之上，美國也將面臨毫米波設備通用性的挑戰和Sub-6基礎設施安全問題。隨著Sub-6成為全球標準，目前在這一領域處於領先地位的中國很可能會成為這一階段的引領者。

簡單來說，你完成了Sub 6GHz研發也就算了，為啥還要搶我的毫米波，居然一點肉都不給我吃，這我怎麼能忍！

如果不能把華為徹底打垮，作為全球唯一一家掌握毫米波和Sub 6GHz技術的公司，那麼美國將徹底失去5G時代的話語權。

而美國前段時間在本土商用的 5G也被慘遭打臉，充分暴露美國 5G 技術的不成熟。在美國論壇Reddit上，有用戶在電信運營商AT&T的全球第一款5G終端設備Netgear Nighthawk移動5G熱點上進行5G網速測試，經過測量發現，5G網速的測試結果為194.88Mbps，也就是24.36MB/秒，延遲為77毫秒。但是根據AT&T運營商在印第安納波利斯（美國印第安納州首府）同一個地方所測試的4G網速，測試結果為187.44Mbps，也就是23.43MB/秒，延遲為77毫秒。也就是說，4G和5G兩代移動網絡之間的差距不到1MB/秒。

也就是說，美國提前商用 5G 想展現其強大的 5G技術，結果遇到了大翻車！

很多人不明白 5G 的意義，5G 相比 4G 不僅僅是網速的提升，正如當初 4G 時代到來一樣，引領了互聯網時代深入發展，掀起了移動支付革命，促進產業完成升級。

5G 同樣也會成為全球各行業轉型升級的主要推動力，並且在互聯網軟件生態上重新洗牌，5G 是線上線下軟件硬件全方位升級迭代的新時代。

打一個比方，到了 5G 時代，全息投影通話成為可能，那麼是不是新的取代WhatsApp的APP就會出現，那到時候，誰掌握了 5G 的核心技術，當他構建了新的網絡生態的時候，成為全球通用的標準時候，對於其他國家的輻射力是不是會增強。

5G 技術之爭更多是制霸權之爭，4G 時代，美國成為了領航者，對全球經濟擁有著無可匹敵的影響作用，掌握了全球經濟的話語權。

而如今，美國的 5G技術已經落後，要知道，除了華為之外，大唐還有中興的 5G 專利可都不弱，

華為、中興、大唐三家企業的5G專利聲明量合計2542件，佔據了總聲明量的接近三分之一份額。

這是美國目前面臨的窘境，如果不能把華為、大唐等中國企業一舉擊殺，那麼美國將很難掌握 5G 技術的話語權。

這並非是我們的自大，而是美國國防部的無奈承認：

中國計劃部署第一個廣泛使用的5G網絡，其首批Sub-6網絡服務將於2020年投入使用。先發優勢可能會推動智能手機和電信設備供應商以及國內半導體和系統供應商的市場大幅增長。因此，中國的互聯網公司將為其國內市場開發基於5G速度和低延遲性能的服務和應用程序。隨著5G在全球以類似的頻段部署，中國的智能手機和互聯網應用及服務很可能佔據主導地位，即便它們被美國市場排除在外。中國在5G領域的發展，將重現美國在4G領域的輝煌。

當然了，我們不能盲目吹捧華為等中國企業，我們和美國在基礎核心技術領域依然有著很大的差距，這只是一個實現彎道超車的契機，如果我們沒有做到，就千萬不能自大。我們也不能裹挾民粹主義，說不買華為就怎麼怎麼樣。實際上，進入中國市場的外國商品，都對中國經濟起到了促進作用。

理智地看待目前的問題，對未來充滿信心，坎坷永遠只是一時的，我相信這場 5G 的博弈戰中國會取得最終的勝利。