從1G到4G,移動通信的核心是人與人之間的通信,個人的通信是移動通信的核心業(yè)務(wù)。但是5G的通信不僅僅是人的通信,而是物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、無人駕駛被引入,通信從人與人之間通信開始轉(zhuǎn)向人與物的通信,直至機器與機器的通信。
第五代移動通信技術(shù)(5G)是目前移動通信技術(shù)發(fā)展的最高峰,也是人類希望不僅改變生活,更要改變社會的重要力量。
5G是在4G基礎(chǔ)上,對于移動通信提出更高的要求,它不僅在速度而且還在功耗、時延等多個方面有了全新的提升。由此業(yè)務(wù)也會有巨大提升,互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也將從移動互聯(lián)網(wǎng)進入智能互聯(lián)網(wǎng)時代。
一、5G的三大場景
國際標準化組織3GPP定義了5G的三大場景。其中,eMBB指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業(yè)務(wù),mMTC指大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),URLLC指如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務(wù)。
通過3GPP的三大場景定義我們可以看出,對于5G,世界通信業(yè)的普遍看法是它不僅應(yīng)具備高速度,還應(yīng)滿足低時延這樣更高的要求,盡管高速度依然是它的一個組成部分。從1G到4G,移動通信的核心是人與人之間的通信,個人的通信是移動通信的核心業(yè)務(wù)。但是5G的通信不僅僅是人的通信,而且是物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、無人駕駛等業(yè)務(wù)被引入,通信從人與人之間通信,開始轉(zhuǎn)向人與物的通信,直至機器與機器之間的通信。
5G的三大場景顯然對通信提出了更高的要求,不僅要解決一直需要解決的速度問題,把更高的速率提供給用戶;而且對功耗、時延等提出了更高的要求,一些方面已經(jīng)完全超出了我們對傳統(tǒng)通信的理解,把更多的應(yīng)用能力整合到5G中。這就對通信技術(shù)提出了更高要求。在這三大場景下,5G具有6大基本特點。
二、5G的六大基本特點
1. 高速度
相對于4G,5G要解決的第一個問題就是高速度。網(wǎng)絡(luò)速度提升,用戶體驗與感受才會有較大提高,網(wǎng)絡(luò)才能面對VR/超高清業(yè)務(wù)時不受限制,對網(wǎng)絡(luò)速度要求很高的業(yè)務(wù)才能被廣泛推廣和使用。因此,5G第一個特點就定義了速度的提升。
其實和每一代通信技術(shù)一樣,確切說5G的速度到底是多少是很難的,一方面峰值速度和用戶的實際體驗速度不一樣,不同的技術(shù)不同的時期速率也會不同。對于5G的基站峰值要求不低于20Gb/s,當然這個速度是峰值速度,不是每一個用戶的體驗。隨著新技術(shù)使用,這個速度還有提升的空間。
這樣一個速度,意味著用戶可以每秒鐘下載一部高清電影,也可能支持VR視頻。這樣的高速度給未來對速度有很高要求的業(yè)務(wù)提供了機會和可能。
2. 泛在網(wǎng)
隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要無所不包,廣泛存在。只有這樣才能支持更加豐富的業(yè)務(wù),才能在復(fù)雜的場景上使用。泛在網(wǎng)有兩個層面的含義。一是廣泛覆蓋,一是縱深覆蓋。
廣泛是指我們社會生活的各個地方,需要廣覆蓋,以前高山峽谷就不一定需要網(wǎng)絡(luò)覆蓋,因為生活的人很少,但是如果能覆蓋5G,可以大量部署傳感器,進行環(huán)境、空氣質(zhì)量甚至地貌變化、地震的監(jiān)測,這就非常有價值。5G可以為更多這類應(yīng)用提供網(wǎng)絡(luò)。
縱深是指我們生活中,雖然已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò)部署,但是需要進入更高品質(zhì)的深度覆蓋。我們今天家中已經(jīng)有了4G網(wǎng)絡(luò),但是家中的衛(wèi)生間可能網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不是太好,地下停車庫基本沒信號,現(xiàn)在是可以接受的狀態(tài)。5G的到來,可把以前網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)不好的衛(wèi)生間、地下停車庫等都用很好的5G網(wǎng)絡(luò)廣泛覆蓋。
一定程度上,泛在網(wǎng)比高速度還重要,只是建一個少數(shù)地方覆蓋、速度很高的網(wǎng)絡(luò),并不能保證5G的服務(wù)與體驗,而泛在網(wǎng)才是5G體驗的一個根本保證。在3GPP的三大場景沒有講泛在網(wǎng),但是泛在的要求是隱含在所有場景中的。
3. 低功耗
5G要支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,就必須要有功耗的要求。這些年,可穿戴產(chǎn)品有一定發(fā)展,但是遇到很多瓶頸,最大的瓶頸是體驗較差。以智能手表為例,每天充電,甚至不到一天就需要充電。所有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都需要通信與能源,雖然今天通信可以通過多種手段實現(xiàn),但是能源的供應(yīng)只能靠電池。通信過程若消耗大量的能量,就很難讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品被用戶廣泛接受。
如果能把功耗降下來,讓大部分物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品一周充一次電,甚或一個月充一次電,就能大大改善用戶體驗,促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速普及。eMTC基于LTE協(xié)議演進而來,為了更加適合物與物之間的通信,也為了更低的成本,對LTE協(xié)議進行了裁剪和優(yōu)化。eMTC基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)進行部署,其用戶設(shè)備通過支持1.4MHz的射頻和基帶帶寬,可以直接接入現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)。eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率。而NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。