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務。但是5G的通信不僅僅是人的通信,而是物聯網、工業自動化、無人駕駛被引入,通信從人與人之間通信開始轉向人與物的通信,直至機器與機器的通信。
第五代移動通信技術(5G)是目前移動通信技術發展的最高峰,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。由此業務也會有巨大提升,互聯網的發展也將從移動互聯網進入智能互聯網時代。
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務,mMTC指大規模物聯網業務,URLLC指如無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務。
通過3GPP的三大場景定義我們可以看出,對于5G,世界通信業的普遍看法是它不僅應具備高速度,還應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務。但是5G的通信不僅僅是人的通信,而且是物聯網、工業自動化、無人駕駛等業務被引入,通信從人與人之間通信,開始轉向人與物的通信,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,一些方面已經完全超出了我們對傳統通信的理解,把更多的應用能力整合到5G中。這就對通信技術提出了更高要求。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。網絡速度提升,用戶體驗與感受才會有較大提高,網絡才能面對VR/超高清業務時不受限制,對網絡速度要求很高的業務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務提供了機會和可能。
2. 泛在網
隨著業務的發展,網絡業務需要無所不包,廣泛存在。只有這樣才能支持更加豐富的業務,才能在復雜的場景上使用。泛在網有兩個層面的含義。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絡覆蓋,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,進行環境、空氣質量甚至地貌變化、地震的監測,這就非常有價值。5G可以為更多這類應用提供網絡。
縱深是指我們生活中,雖然已經有網絡部署,但是需要進入更高品質的深度覆蓋。我們今天家中已經有了4G網絡,但是家中的衛生間可能網絡質量不是太好,地下停車庫基本沒信號,現在是可以接受的狀態。5G的到來,可把以前網絡品質不好的衛生間、地下停車庫等都用很好的5G網絡廣泛覆蓋。
一定程度上,泛在網比高速度還重要,只是建一個少數地方覆蓋、速度很高的網絡,并不能保證5G的服務與體驗,而泛在網才是5G體驗的一個根本保證。在3GPP的三大場景沒有講泛在網,但是泛在的要求是隱含在所有場景中的。
3. 低功耗
5G要支持大規模物聯網應用,就必須要有功耗的要求。這些年,可穿戴產品有一定發展,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。所有物聯網產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,但是能源的供應只能靠電池。通信過程若消耗大量的能量,就很難讓物聯網產品被用戶廣泛接受。
如果能把功耗降下來,讓大部分物聯網產品一周充一次電,甚或一個月充一次電,就能大大改善用戶體驗,促進物聯網產品的快速普及。eMTC基于LTE協議演進而來,為了更加適合物與物之間的通信,也為了更低的成本,對LTE協議進行了裁剪和優化。eMTC基于蜂窩網絡進行部署,其用戶設備通過支持1.4MHz的射頻和基帶帶寬,可以直接接入現有的LTE網絡。eMTC支持上下行最大1Mbps的峰值速率。而NB-IoT構建于蜂窩網絡,只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現平滑升級。