5g時代有什麼特點?

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5G時代即將來臨,5G話題非常火爆很多人在討論,很多媒體也都有所報到,甚至關於5G的傳言也是層出不窮。對於大部分普通消費者而已,肯定對5G都充滿了好奇心,5G到底有哪些先進的技術,5G都有哪些特點,5G都會有哪些應用?

5G的應用場景和特點

談到5G,必先想到的就是它的三大應用場景,國際電信聯盟無線電通信部門(ITU-R)發佈的《5G願景》(ITU-R M.2083建議書)定義5G系統將滿足增強的移動寬帶、海量的機器間通信、超高可靠和超低時延通信三大類主要應用場景。

如上圖,估計很多人在很多地方都有看到過,三大類主要應用場景分佈被分配到三角形的三個極,大部分的具體應用行業也都是非常清晰的列在圖中,可以一看就一目瞭然。但是值得注意的是,有些行業應用可能會橫跨兩或三個應用場景,比如說,自動駕駛車輛被放到右下角的高可靠低時延通信,但是如果要真正做到自動駕駛,必須要用到基於人、車、物、雲信息交互的V2X技術,勢必帶來大量的數據交互,也是增強型移動寬帶的具體應用。


除了瞭解5G的應用場景外,5G還具備哪些關鍵能力指標呢

5G網絡的下行理論下行峰值速率將高達20Gbit/s,上行也可以達到10Gbit/s,而實際部署的網絡,將會有100 Mbit/s~ 1 Gbit/s的用戶體驗速率。相對4G網絡而言,5G網絡系統提升3~5倍的頻譜效率、百倍的能效,500KM/h的移動性支持,1 ms的空口時延,100萬/KM2的連接數密度以及10 Tbps/KM2的流量密度等關鍵能力指標。

事實上,正是有了5G的這些關鍵性能力指標,國際電信聯盟才給5G定下了三大類應用場景,簡單的說5G時代就是網速更快,延時更小並且儘可能的萬物都互聯了的時代。

5G時代的全新頻譜

提高網絡速度,可能是普通消費者對5G最寄予厚望的一點要求。根據信息論的祖師爺香農的香農定律C=Wlog(1+S/N)可以知道,提高系統帶寬是提高網絡速度最簡單粗暴的方式,這點在3G和4G時代的載波聚合技術就是處於擴展系統帶寬的目的。

基於更大帶寬的需求,3GPP在劃分5G頻段的時候,不斷重新規劃了6GHz以下(450MHz-6GHz)頻段,還在毫米波頻段劃分了一些超寬頻段(24GHz-100GHz),很明顯,未來為了滿足更多的熱點和固定無線接入的時候,毫米波頻段的超大帶寬將會帶來所需的系統容量,這是人們所期待的。所以,5G的毫米波頻段和Sub-6G這些新的高頻率頻譜的應用,是5G技術的關鍵點。


如上所示是3GPP TR 38.817中列出的NR頻段。頻譜資源非常有限,同時也是無線通信技術的基礎,對於5G產業發展至關重要。搶佔5G市場的頭陣就是5G頻譜資源,世界上很多國家都已經公佈了自己5G頻譜策略。

1、美國

美國在5G頻譜分配上的策略是,規劃豐富高頻資源,包含28GHz,37GHz和39G頻譜Hz,重視中頻資源共享,比如3.5GHz,而對於寶貴的兆赫茲低頻資源,美國也是積極釋放,已經有T-Mobile率先獲取600MHz頻段資源。

2、歐盟

早在2016年,歐盟委員會無線頻譜政策組就已經明確指出,歐盟國家將以3.5GHz頻段作為5G的主要覆蓋頻段,用兆赫茲頻段(700MHz)用於廣域覆蓋。而在毫米波頻段,歐洲將使用26GHz、32GHz和40GHz頻段。

3、日本

日本主要聚焦在3600~3800 MHz、4400~4900 MHz頻段和27.5~29.5 GHz頻段。

4、韓國

韓國在2016年也宣佈優先回收利用3.5GHz部署5G網絡,而毫米波頻段使用28GHz頻段。

5、中國

去年三大運營商獲得5G頻譜,中國聯通分到3.5-3.6GHz,中國電信分到3.4-3.5GHz,中國移動則是分配到4.8-4.9GHz頻段。

5G超低時延推動多行業發展

上面講到為了配合5G的高速率,5G開闢了很多高頻率頻譜使用,而很多應用場景或者行業,僅僅有了高速率還是不能滿足需求,還要求5G的超低時延(1毫秒),比如車聯網、還比如VR/AR等。

像車聯網和VR/AR等行業,在現在的4G時代也有去研發和應用,但是由於4G技術特點受限,比如車聯網的LTE-V2X和AR眼鏡配合4G手機,很難讓產品達到滿意的效果,有很大一點原因就是4G網絡時延問題無法解決。

在4G網絡系統中,上下行的資源分配是以子幀為單位,而在1ms子幀結構下,時延達到幾十甚至上百毫秒,這對於一些對時延高要求的行業來說是無法滿足的。為了解決時延問題,5G當中不再以子幀單位調度資源,改用OFDM符號為單位。

在5G標準中,上下行的資源調度單位改成OFDM符號,在保持子幀時常不變的情況下,不同的子載波間隔就有不同OFDM符號,比如5G子載波間隔是15KHz時,1個5G NR子幀仍然包含14個OFDM符號,與4G LTE一樣;當子載波間隔是30KHz時,1個5G NR子幀裡有28個OFDM符號(2個slot)。這樣一來每個OFDM的時長就被壓縮小了,也就意味著每個slot也被壓縮小了,系統調度資源的速度就更快了。

綜上所述,4G是移動互聯網的時代,而5G將會是移動物聯網的時代,屆時我們生活中每一件產品都可能接入網絡,5G將給我們帶來方便、快捷、高效的生活。

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移動通信雜談


5G是第五代移動通信技術的簡稱,是4G技術的發展延伸,按照國際電信聯盟的規劃,5G將在2020年開始全面商用,現在尚處在技術實驗階段。

5G的特點是高速和低時延,速度可以達到100Gbps以上,時延會小於一毫秒。這就帶來一些新的應用,例如沉浸式的VR遊戲,超高清電影等。

5G的一個核心特徵就是InternetEverything,即萬物互聯。據國際電信聯盟專家的推算,將來會有70萬億的入網設備,幾乎我們所有的日用品都會入網,例如鬧鐘、沙發、花盆、鞋子等等都會接入到互聯網之中,並形成智能家居和智能工作環境。

專家推測,全世界70億人上網,其中55億會直接通過5G基站無線上網,使用傳統光纖入戶的方式會降至15億。

萬物互聯將給我們的生活方式帶來革命性的變化,所有的物品與工具都將因為互聯網而得到全新的更科學有效的管理,從而發揮它們更大的使用價值。

國家於2013年由科技部、發改委、工信部聯合成立了IMT-2000(5G)推進組,對中國的5G事業進行總體規劃。

在推進組的指導下,現在已經普遍進入到了第二輪實驗,並取得了極大的進展,華為、中興、大唐等中國企業構建了全世界實力最強大的5G技術軍團,5G時代看中國,這是全球公認的說法。

根據電信專家推測,5G時代後,我們每個人的月流量會增加到36TB,但不要擔心一夜之間就賠了房子,將來的費用還會持續的降低而不會提高。

5G時代的基站將以微基站為主,路邊的燈杆兒、地上的井蓋兒、商鋪的招牌等等,都是安裝基站的好位置。基站變得非常更加密集和小巧,甚至會出現基站比人多的情況。

5G將更加成為公共服務資源,跟自來水天然氣一樣,成為居民生活的必需品,並由此帶來革命性的全面新變化。


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