最近,越來越多的機構和技術人員開始將焦點聚集在第五代移動通信技術5G上,關于5G的技術創新和探討逐漸成為了當下的熱點話題。前段時間烏鎮2017世界互聯網大會中5G再一次成為了一眾人員談論的主題。其中,中國工程院院士鄔賀銓先生重點分享了關于5G的融合創新過程,為外界揭開關于5G的神秘面紗。
脫身于傳統,5G的異與同
從第一代移動通信到第五代移動通信,5G歷經了整整5個過程。第一代的FDMA到第二代的TDMA以及第三代的CDMA,后面是第四代的OFDMA,移動通信的峰值速率一直在不斷的增長。而如今的5G速率比4G速率提升了捷徑100倍,一般來說,效率提升3倍,移動性能就提升一倍,一平方公里支持一百萬個傳感器上網,其能效能夠提高100倍,流量密度提高100倍,峰值速率也就提高了30倍。
另外,相較于傳統的移動通信,1G到4G主要是面向個人的通信,而5G則開始擴大到了產業互聯網和社會城市的應用上。其中,5G有著三個大型的應用場景:增強移動寬帶、超可靠低時延以及支持移動互聯網和產業互聯網的綜合發展。應用場景的差異也讓5G明顯得到了來自資本市場的重視。
未來,5G逐步向我們走進。博世(中國)投資有限公司總裁陳玉東就在大會論壇中表示,5G通信技術將會在未來的大連接時代得到廣泛的運用。大數據傳輸的速度和可靠性的提高,將會為整個產業鏈的實時信息交換和空間大數據處理提供可能,不只推動互聯網、互聯生產,還將產生全新的商業模式,大規模的定制通過整個產業鏈的互通互聯,實現靈活、定制化生產,滿足不同用戶對個性化產品的需求。在不久的將來,中國規劃2020年啟動5G商用。
四個方面大步實現5G速率提升
如何做到5G速率的提升呢?鄔賀銓院士就說到,通信的香農定理顯示,整個移動網絡的容量和用戶寬帶、天線數、基站有關,而這四個方面同樣影響了5G的速率。對此,5G的無線接口技術是四大方向,在物理層增加可以介入的頻率,甚至是擴展到毫米波以增加寬帶。而另外,增加基站大規模天線數,將小區分裂,利用強大的計算能力支撐,把小區越做越小,提升整個網絡容量。期間,由于功率加大,運營成本會逐漸增大,因此5G需要使用分層異構組網。
在實現控制面和用戶面分離的過程中,5G采用不一樣的信令和用戶數據,信令的控制使用大網,用戶數據使用小網,上下行分離,選擇最優化路線。但這一切判斷指揮和協調都需要大量的計算能力,在未來,整個移動通信將會用到云,在接入端負責幾個微基站的協調,各自處理業務。
從霧計算到霾計算,未來5G基站急需計算能力
高速寬帶業務盡數上云,占用干線網資源,而且上云的時延不適用虛擬現實增強現實,遠程醫療這些響應較快的應用。5G的出現將云計算能力進一步下沉,未來的5G基站需要有計算能力。
過去移動通訊2G到3G是多層次的,4G則簡化到1PC,是增強演進的分組核心。后來,則是將基站處理集中分出BBU。5G需要進一步的分,保留遠端視頻模塊,基站處理分為分布單元和集中單元,將分布單元落在小基站,集中單元則是讓多個小基站共享。利用移動通信架構的不斷變化吸引整個體系的發展。
多天線容量提升,滿足5G的低時延要求
對于5G,它有著與4G同步的時延的嚴格要求。通過多天線提升容量,根據多徑傳播,根據多天線便能夠知曉每個傳來的時延內容,在基站對數據進行處理,把干擾變成有用信號。如今的5G不同于原來的多天線服務一個用戶轉臺,而是一根天線服務用戶,5G商用試驗128根,外來一個基站256根,理論上這些天線之間在互相沒有干擾的情況下可以實現容量成比例增長。
騰云駕霧,5G強化終端職能
過去的4G網絡組織是以網源劃分,包括接入、網關以及計費功能等等,每個網源里面都是多種能力,每個功能中也包含多種子功能,每個網源的功能大致分為兩個:控制面和用戶面,而兩種集中在同一個網源中。現在到了5G,就改為橫向劃分,不按照網關分,實現控制面和用戶面的分離。
鄔賀銓表示,未來的5G功能就像APP一樣,需要什么功能就調配這個APP,把移動端當成手機終端,把所有能力當作APP調用。因此未來的5G既實現控制與傳輸的分離也實現業務的靈活調配。
通信網絡IT化與云化軟件定義將成為未來的演進趨勢,移動智能終端切入多種物聯網功能并通過寬帶無線連接到云端。5G的騰云駕霧將會支撐整個網絡容量和個性化服務,強化終端職能,為創新提供空間。
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原文標題:5G——騰云駕霧的創新技術
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