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(chuàng)新和探討逐漸成為了當下的熱點話題。前段時間烏鎮(zhèn)2017世界互聯(lián)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(chuàng)新過程,為外界揭開關于5G的神秘面紗。
脫身于傳統(tǒng),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(tǒng)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(yè)互聯(lián)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(lián)網和產業(yè)互聯(lián)網的綜合發(fā)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(shù)據傳輸?shù)乃俣群涂煽啃缘奶岣撸瑢檎麄€產業(yè)鏈的實時信息交換和空間大數(shù)據處理提供可能,不只推動互聯(lián)網、互聯(lián)生產,還將產生全新的商業(yè)模式,大規(guī)模的定制通過整個產業(yè)鏈的互通互聯(lián),實現(xiàn)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(guī)劃2020年啟動5G商用。
四個方面大步實現(xiàn)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(shù)、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(guī)模天線數(shù),將小區(qū)分裂,利用強大的計算能力支撐,把小區(qū)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(xiàn)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(shù)據,信令的控制使用大網,用戶數(shù)據使用小網,上下行分離,選擇最優(yōu)化路線。但這一切判斷指揮和協(xié)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(xié)調,各自處理業(yè)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(yè)務盡數(shù)上云,占用干線網資源,而且上云的時延不適用虛擬現(xiàn)實增強現(xiàn)實,遠程醫(yī)療這些響應較快的應用。5G的出現(xiàn)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(fā)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(shù)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(xiàn)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?,F(xiàn)在到了5G,就改為橫向劃分,不按照網關分,實現(xiàn)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(xiàn)控制與傳輸?shù)姆蛛x也實現(xiàn)業(yè)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(lián)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(chuàng)新提供空間。