我們到底要不要換一部5G手機？

2019年4月，韓國成為了全球最早商用5G的國家，隨后，美國、英國、瑞士等國家的運營商也相繼推出了5G服務。我國的三大運營商也在6月份拿到了5G牌照，5G服務即將推出。這標志著，5G進入了商用元年。對于普通消費者而言，最關心的問題就是現(xiàn)在到底要不要換一部5G手機和如何選擇5G手機？

此時，有網(wǎng)友稱NSA（非獨立組網(wǎng)）是假5G手機。另外，中國移動董事長楊杰在MWC上海期間還表示2020年1月1日開始NSA的手機就不能入網(wǎng)了。一時間，關于5G手機要不要支持NSA和SA的討論突然增加。

關于NSA和SA的討論雖然很多，但大都淺談輒止。為此，雷鋒網(wǎng)采訪了全球僅有的四家對外提供5G調(diào)制解調(diào)器公司中的三家，高通、MediaTek（聯(lián)發(fā)科技）、紫光展銳的三位專家將深度解讀你最關心的：

5G為什么會有NSA和SA兩種組網(wǎng)方式？

一定要選擇支持NSA和SA的5G手機嗎？

5G手機的高功耗問題什么時候能解決？

提升5G體驗最為核心的到底是組網(wǎng)方式還是毫米波？

當然，從這些問題的解讀中，你還能了解5G發(fā)展的現(xiàn)狀以及5G技術和產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢，幫助大家更好更深度地了解最新的移動通信技術。

沒有假5G，只有NSA和SA

簡單來說，5G具備超高速率、超大連接、超低時延三大特性。但區(qū)別于前幾代移動通信技術，第五代通信技術不僅會應用到手機，給消費者帶來超流暢的升級應用體驗，還將應用到更多的行業(yè)和領域，給社會生產(chǎn)模式帶來巨大變革。

5G與更多行業(yè)結合的潛力讓運營商對5G充滿熱情。GSA全球移動設備供應商協(xié)會發(fā)布的《2019年8月5G生態(tài)系統(tǒng)報告》顯示，5G元年，全球已有32個國家的56家運營商宣布部署5G技術、41家供應商宣布已推出或即將推出5G終端設備。對比之下，4G元年全球只有4家移動運營商和3家OEM廠商推出網(wǎng)絡和終端。

不過，不同的運營商會根據(jù)自身的情況考量頻段、商業(yè)模式等因素，在轉(zhuǎn)向5G時各有策略，這就有了NSA（Non-Standalone非獨立組網(wǎng)）和SA（Standalone）的組網(wǎng)方式。高通技術標準高級總監(jiān)李儼接受雷鋒網(wǎng)專訪時表示：“5G標準之所以要對8種不同的組網(wǎng)方式進行討論，核心原因就是各個運營商在向5G切換的過程中，策略不一樣，所以5G標準就把各種可能性都做了討論?！?/p>

圖片來自無線深海

具體而言，2016年6月3GPP一共列舉了Option1、Option2 、Option 3/3a、Option 4/4a、Option 5、Option 6、Option 7/7a、Option 8/8a 共8 個系列的5G 架構選項，并在隨后優(yōu)化為5個系列，分別是SA 2個系列（Option2、Option5），NSA 3個系列（Option3、Option4、Option7）。

MediaTek無線通信事業(yè)部副總經(jīng)理林志鴻指出，NSA和SA的差別在于，NSA的核心網(wǎng)還是4G，SA的核心網(wǎng)是5G。目前，NSA的主流是Option3，并且大部分是3x，SA主要是Option2。其他的Option現(xiàn)在比較少有人會去討論作為5G商用的選擇。

補充說明一下，核心網(wǎng)是整個通信網(wǎng)絡邏輯架構中的一部分，從1G到5G邏輯架構都是手機→接入網(wǎng)→承載網(wǎng)→核心網(wǎng)→承載網(wǎng)→接入網(wǎng)→手機。通過下圖簡化版的移動通信架構就能清楚看到核心網(wǎng)所處的位置以及作用。

至此，已經(jīng)明確NSA和SA都是5G，假5G的說法就是無稽之談。那NSA和SA網(wǎng)絡的特點是什么？

紫光展銳高級副總裁周晨接受采訪時指出：“容量、時延、可靠性都是移動網(wǎng)絡的痛點。比如說穩(wěn)定性，一些行業(yè)不希望網(wǎng)絡的時延時而上百毫秒，時而幾毫秒，而是希望在預期的時間范圍里能夠保證一個穩(wěn)定的時延。因此，整個移動網(wǎng)絡要脫胎換骨，變成一個新的基礎設施，就需要解決這些問題。”

李儼進一步指出，移動通信技術要與不同行業(yè)融合，就需要滿足許多行業(yè)提出的苛刻的時延、可靠性、帶寬要求。有些在4G的架構下確實不容易做到，這也是為什么需要5G新的網(wǎng)絡架構、新的核心網(wǎng)的原因。未來5G要真正用到行業(yè)里，確實需要SA，核心的問題是過渡的時間點以及如何用SA。

5G網(wǎng)絡的部署進展

“SA如果要做到全程全網(wǎng)的廣覆蓋，投資會比較大，建設周期也比較長，這也是很多國家選擇NSA起步的原因?！崩顑巴瑫r表示。

具體情況如何？林志鴻指出，歐洲目前是以Option3也就是NSA為主，NSA的標準以及整個產(chǎn)業(yè)鏈的準備相對SA（Option2）比較快。要做到5G的廣覆蓋，基礎網(wǎng)絡的投資要夠多。

雷鋒網(wǎng)了解到，韓國政府計劃明年為5G投資6500億韓元，相比今年增長86%。美國也提出政策刺激5G投資，美國無線通信產(chǎn)業(yè)預計未來在5G網(wǎng)絡上投資高達2750億美元。GSMA預測，到2025年，僅中國就將為5G投資1840億美元。

巨額的投資讓大部分運營商選擇更為經(jīng)濟風險也更小的方式建設5G網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)顯示，全球5G的商用網(wǎng)絡均為NSA。在這樣的背景下，中國移動董事長楊杰表示中國會盡快過渡到SA，中國電信也表示力爭2020年啟動5G獨立組網(wǎng)顯得有些激進。

對此，林志鴻表示，從運營商的角度看，選擇SA組網(wǎng)主要是想推廣一些新的業(yè)務，包括一些低時延的應用。因為5G的投資很大，通過5G真正帶動一些新的形態(tài)或者服務，應該是中國5G的一個目標。

周晨表示，在5G投資的過程中，SA的部署成本比較高，特別是在初期。但如果能夠直接部署SA，也就不一定要從NSA過渡到SA。但無論如何，這還是取決于運營商商業(yè)上的判斷。中國決定迅速過渡到SA，對于整個5G產(chǎn)業(yè)以及中國5G的領導力而言無疑是積極的作用，也可以促進SA整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

對未來5G網(wǎng)絡部署的預期。李儼認為，初期的5G的部署都是針對R15版本，也叫EMBB（增強型移動寬帶），是整個寬帶互聯(lián)網(wǎng)的應用。未來SA一定會部署，但SA的部署主要是針對垂直行業(yè)，而垂直行業(yè)的一個可能性是進行區(qū)域性部署，而不一定完全做到全程全網(wǎng)的SA部署。

周晨也指出：“5G網(wǎng)絡的部署，在城市的密集區(qū)域一定是往SA的方向發(fā)展，但是在偏遠的地方，用NSA的方式會更加合適。當然，這還是取決于運營商如何權衡。”

一定要選擇支持NSA和SA的手機嗎？

因此，從網(wǎng)絡部署的角度看，目前運營商商用的5G網(wǎng)絡都是NSA，SA標準和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟至少還需要幾年時間，因此現(xiàn)在5G手機即便支持SA也沒有可用的商用網(wǎng)絡。另外，從體驗的角度看，三位受訪的專家都表示，如果是使用現(xiàn)有的絕大部分應用，比如上網(wǎng)或者看視頻，無論是NSA還是SA的網(wǎng)絡，消費者都不會感受到明顯的差異。

可以看到，目前全球已經(jīng)上市的絕大部分5G手機都只支持NSA，因此對于想要率先體驗5G，并且換機頻率比較高的消費者而言，不用特別考慮手機是否同時支持NSA和SA。

但前面已經(jīng)指出，運營商的目標都是SA，并且SA的網(wǎng)絡也一定會部署，5G技術也會催生出對網(wǎng)絡要求更高的意想不到的應用。業(yè)界目前看到的5G應用包括XR（AR、VR、MR）、云游戲、智能汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

周晨表示：“以我從2G到4G的經(jīng)驗，大部分時候我們都想不到最后的應用。但是等基礎的能力提升之后，就會逐漸出現(xiàn)很多新的應用，并且習以為常。”林志鴻也表示，現(xiàn)在很難預測5G時代會有什么新形態(tài)的業(yè)務出現(xiàn)，但移動通信一定要快，上面就會產(chǎn)生一些新的業(yè)務。

顯然，未來的5G手機一定都需要支持NSA和SA。只是，與運營商5G網(wǎng)絡建設有不同的考量一樣，高通、MediaTek、展銳的產(chǎn)品在支持NSA和SA的策略上也不相同。

高通在2016年10月發(fā)布了全球首款5G調(diào)制解調(diào)器驍龍X50，僅支持NSA。2019年2月的MWC前夕，高通又發(fā)布了支持NSA和SA的驍龍X55。目前，高通集成5G基帶的7系5G SoC已經(jīng)向客戶出樣。

這是基于什么樣的考慮？李儼表示：“高通早在2016年就首先推出支持NSA的5G調(diào)制解調(diào)器，更多的還是基于我們對全球5G技術發(fā)展的理解，很多運營商都選擇NSA作為起步。當然，我們的第二代X55也完全可以積極配合國內(nèi)運營商的SA網(wǎng)絡部署，基于X55的手機也會在今年底和明年初陸續(xù)上市?！?/p>

與高通遞進迭代的方式不同，展銳在今年MWC期間推出的首款5G調(diào)制解調(diào)器春藤510就支持NSA和SA。周晨表示，我們的5G調(diào)制解調(diào)器同時支持NSA和SA，保證無論在什么哪種組網(wǎng)方式下5G網(wǎng)絡下都可以是使用。但是，我們把SA放在更高的優(yōu)先級，這是因為我們把中國市場看作5G的主要市場，而國內(nèi)運營商今年下半年開始應該主要會部署SA網(wǎng)絡，所以SA的優(yōu)先級更高。

周晨對雷鋒網(wǎng)透露，紫光展銳會在年底公布搭載春藤510的產(chǎn)品的具體信息。

MediaTek同樣沒有選擇步進的迭代以及讓AP（應用處理器）和5G調(diào)制解調(diào)器交替進步，而是迅速推出了5G SoC。2018年6月，MediaTek推出其首款5G調(diào)制解調(diào)器Helio M70，同時支持了NSA和SA，在今年的Computex 2019上，就宣布推出5G SoC，根據(jù)MediaTek的說法，搭載其5G SoC的首款5G終端最快明年一季度上市。

當時，MediaTek執(zhí)行副總經(jīng)理暨財務長顧大為接受采訪時表示：“這是策略的選擇，MediaTek在5G的研發(fā)上已經(jīng)投入了四年。關于我們的產(chǎn)品經(jīng)歷了幾代，我們并沒有對外說太多，我們關注的是產(chǎn)品是否在市場上銷售?！?/p>

林志鴻表示，是否同時支持NSA和SA，技術上沒有太大的差異，物理層都是一樣，剛開始需要考慮架構的問題。NSA和SA的支持是軟件層面，后期做一些調(diào)整就可以。之所以第一代產(chǎn)品就NSA和SA都支持是因為我們判斷未來幾年都是NSA和SA共存。另外，沒有先使用MediaTek AP外掛Helio M70的方式，而是直接推出5G SoC，也是我們希望能夠?qū)Ξa(chǎn)業(yè)做一個比較大的貢獻。從4G的經(jīng)驗看，外掛調(diào)制解調(diào)器的方式最終都會過渡到SoC，SoC才更有利于5G手機的普及，但5G本身也有一些功耗方面的挑戰(zhàn)。

5G手機現(xiàn)在的體驗和未來幾年會差多少？

5G芯片的功耗確實是5G普及需要解決的首要問題。周晨就表示，第一批5G手機的功耗可能會帶來體驗的倒退。那5G的高功耗問題從何而來？李儼從技術的角度指出，5G信號帶寬是4G的5倍，時鐘頻率是4G的4倍。從理論上看，如果工藝不變，時鐘頻率提高一倍，在不做任何優(yōu)化的情況下，功耗就會增大到四倍，這自然會帶來更高的功耗。

周晨說到，5G的大帶寬帶來的大量數(shù)據(jù)需要相應的邏輯單元進行處理，但手機SoC幾乎都是做加法，沒有減法。因此，解決5G芯片高功耗的問題需要更加先進的半導體工藝，也可以從架構的設計上進行優(yōu)化。

林志鴻從另外一個角度解讀了5G的功耗問題，他表示，其實5G每比特的能源效率是比較高的，但如果5G的頻寬達到了100兆，傳輸?shù)馁Y料沒有100兆頻寬需求的時候，功耗就會顯得比較大。針對這個問題，MediaTek很早就投入研究動態(tài)頻寬調(diào)整的技術，當數(shù)據(jù)傳輸量比較小的時候就減少帶寬，這樣也能降低功耗。這背后的標準是BWP（Bandwidth Part，一部分帶寬）。當然，動態(tài)帶寬的調(diào)整也不需要和網(wǎng)絡做配合。

高通在這方面也有相應的技術，他們稱之為5G PowerSave，這個技術同樣是根據(jù)網(wǎng)絡到達的流量，去調(diào)整接收器的開和關，這樣5G設備就不用無時無刻都在聽5G，在低速工作時大幅降低電流，達到降低功耗的效果。

總結來說，李儼表示：“5G功耗的優(yōu)化可以多有個方面，比如制程工藝、硬件設計架構、通信本身的技術優(yōu)化、標準層面設計等。標準設計層面，基于R15，如果刻意做一些優(yōu)化，跟終端做一些約定的話，可以看到一些效果，但還有一些待完備的地方。R15只是個開始，R16會做的更完備。”

體現(xiàn)在5G終端上，在目前R15的標準下，更加強調(diào)的是更大的帶寬和5G的基礎能力，所以5G終端上市初期，5G能力很強，但成本也會很高。想要實現(xiàn)5G的廣泛部署，一定要讓5G終端的價格下降，因此正在討論的R16會引入很多新的概念，比如優(yōu)化處理功耗，放寬手機對最大帶寬的支持等，這樣就能夠設計出稍微便宜一些的5G終端。目前，R17也正在立項討論中，相關的討論也會更多。

3GPP 5G標準時間表提升5G體驗，核心到底是什么？

當然，5G手機體驗提升還有一個關鍵技術就是毫米波。所謂毫米波就是波長為1-10毫米的電磁波，指的是24GHz以上的頻段。此前移動通信使用的6GHz以下頻率，波長比毫米波長。5G之所以要用波長更長毫米波，有兩方面的原因，一方面，移動通信技術發(fā)展到第五代，6GHz以下的頻率大部分已經(jīng)被占用，留給5G的低頻頻率已經(jīng)不多，想要重耕這些頻率也需要時間。

另一方面，更高的頻率的電磁波意味著更高的速率，這也符合移動通信發(fā)展的需求，因此5G除了有6GHz以下頻段保障網(wǎng)絡的覆蓋外，還需要有毫米波提供超高速率，滿足更多場景和應用。

更高的頻率更快的速度

雖然毫米波具備更高速率和更大的帶寬的特性，能夠解決人員密集區(qū)域如演唱會、大型體育賽事現(xiàn)場網(wǎng)速慢的問題，也能應用于更多場景。但由于毫米波頻率更高，波長就更短，因此毫米波的信號就容易被樓宇、人體甚至是雨滴所阻擋，并且毫米波的部署需要大量小基站，并不適合大范圍部署。

不過，毫米波的確可以大幅提升5G的使用體驗。李儼指出，毫米波的帶寬輕松就可以達到800MHz甚至1GHz，相比6GHz以下，毫米波帶來的是速率上的增長，具有容量大、時延低的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)全新和增強的服務。

林志鴻補充表示，從運營商大規(guī)模部件網(wǎng)絡的成本來講，Sub-6GHz可能是一個比較可行的方案，但Sub-6GHz的頻譜比較珍貴，毫米波目前是屬于比較熱點式的補充。從目前的情況看，用NSA作為毫米波的承載網(wǎng)提升體驗更為現(xiàn)實，如果要用SA作為承載網(wǎng)還是需要高的覆蓋率。

當然，無論運營商的5G網(wǎng)絡是NSA還是SA，頻譜采用的是毫米波還是6GHz以下，但決定消費者體驗的核心，在手機要支持所有頻段以及不同的組網(wǎng)方式的前提下，能互聯(lián)互通同樣非常關鍵，這也是5G手機芯片的一大挑戰(zhàn)。

李儼表示：“我們做通信移動通信產(chǎn)品開發(fā)時，大量的時間都花在互聯(lián)互通的測試，因為終端要面對全球幾百個運營商，主要的網(wǎng)絡設備廠商也有六家，他們在不同的地區(qū)配置也不同，還有不同廠家之間的漫游切換。”

周晨也指出，要支持NSA和SA，芯片的物理層沒有大的差別，它的復雜性主要在于網(wǎng)絡側(cè)的互聯(lián)互通測試，特別是要同時進行NSA和SA的測試壓力會更大。這個測試分幾級，先是和儀表的互聯(lián)互通測試，這其中，因為5G發(fā)展比預期快很多，同一家儀表還不能做所有的測試。另外，要和設備廠商去做測試，這些測試完就基本可以知道自己設備和其他設備之間有很好的互通性。再到運營商的時候，因為配置的不同，也還會有互聯(lián)互通的問題，這就需要不斷測試和解決互聯(lián)互通的問題。

至于互聯(lián)互通測試進展，由于SA網(wǎng)絡最快要到明年下半年左右網(wǎng)絡才會完整，所以SA相應的實網(wǎng)測試也會比NSA進展慢。林志鴻表示：“運營商會起到一個領頭羊的角色，他們告訴我們使用哪個版本的標準，我們就會更聚焦在那個版本。”

因此，想要有更好的5G體驗，還需要等到運營商部署完整的SA網(wǎng)絡，并且與手機芯片進行完整的互聯(lián)互通測試。同時，想要實現(xiàn)5G手機的漫游，手機芯片就要支持不同地區(qū)NSA和SA的組網(wǎng)方式，還要支持完整的頻段，包括4G、5G的6GHz以下頻段以及毫米波頻段。

好消息是，全球運營商的NSA主要都選擇了Option 3x，SA選擇Option 2，頻段上3.5GHz也是一個主流，這有利于5G手機更方便地實現(xiàn)全球漫游。

小結

5G帶來許多新特性的同時，也為5G芯片的設計增加了不少難度，這種難度除了技術演進增加的技術復雜度之外，更重要的是像手機SoC以及手機射頻前端芯片，在通信技術的向前演進時要盡量做到芯片的功耗和體積不變，但性能要更高。包括調(diào)制解調(diào)器、射頻、天線在內(nèi)的系統(tǒng)級5G解決方案，對于5G手機的設計開發(fā)就顯得尤其重要。

NSA和SA作為5G網(wǎng)絡的兩種組網(wǎng)方式，差別在于核心網(wǎng)，出現(xiàn)兩種組網(wǎng)方式也是為了滿足不同運營商轉(zhuǎn)向5G的策略。至于5G手機芯片最開始是否同時支持兩種組網(wǎng)方式，對于芯片廠商來說，并不是技術的難點，而是策略的選擇。5G手機調(diào)制解調(diào)器設計出來之后，難點在于與網(wǎng)絡的互聯(lián)互通測試，這其中運營商起到了主導作用。

可以看到，全球運營商部署5G網(wǎng)絡都以NSA的組網(wǎng)方式為起步，所以手機現(xiàn)階段是否同時支持NSA和SA，并不會帶來影響。但功能上同時支持兩種組網(wǎng)方式，意味著未來也能用上SA網(wǎng)絡，不過需要等到運營商部署了SA網(wǎng)絡，并且進行了良好的SA實網(wǎng)互聯(lián)互通測試。目前，沒有明確的SA網(wǎng)絡商用時間表，從全球范圍內(nèi)看中國更加積極，這會推動SA產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和商用，進而帶動5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

簡而言之，現(xiàn)在的商用的5G網(wǎng)絡都是NSA，手機是否支持SA不影響使用體驗，想要用上速度更快、功耗更低、更加穩(wěn)定的5G網(wǎng)絡，不僅需要運營商大量投資部署覆蓋更加廣泛的5G網(wǎng)絡，5G標準的持續(xù)演進，芯片設計的優(yōu)化以及互聯(lián)互通測試都缺一不可。

只是，5G的商用才剛開始，嘗鮮的成本比較高，體驗也有可能不穩(wěn)定。這時候，除了跟上5G的潮流，你是否想過5G會催生出什么樣的應用？