信息通信

5G进程明年开启 提供光纤般速率零延时体验

作者:刘晶来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2014-06-10 09:00我要评论

移动通信,十年一代;先有标准,后有设备。正是移动通信的这一规律,所以当4G刚刚开始走进国人视线时,业界已经着手研讨5G技术了。按照推动5G发展的时间表,2015年之前,全球对5G充分地“脑力激荡”,确定技术目标和应用场景,探讨技术,研究适用的频率。2015年,5G进程会正式开启,WRC-15(世界无线电大会)将对5G使用频率进行探讨。到2017年,第一版5G标准会初步形成。预计2020年,5G开始在全球商用部署。

愿景:信息随心至 万物触手及

5G将提供光纤般的接入速率,接近于零时延的使用体验,为网络带来超百倍的能效提升。

最近的一轮“脑力激荡”在北京结束,来自欧洲、日本、韩国、中国的5G推进组织和企业在5月29日的“2014IMT-2020(5G)峰会”上,共同探讨5G要达到的目标、能力以及使用的关键技术,同时中国IMT-2020(5G)推进组在会上发布了《5G愿景和需求白皮书》。

“‘信息随心至,万物触手及’,这是我们对5G的总体愿景。”中国移动通信研究院副院长黄宇红在发布该书时说,“面向2020年及未来,移动数据流量将出现爆炸式增长。预计2010年到2020年全球移动数据流量增长将超过200倍,2010年到2030年将增长近2万倍。中国的移动数据流量增速高于全球平均水平,预计2010年到2020年将增长300倍以上,2010年到2030年增长将超4万倍。发达城市及热点地区的移动数据流量增速更快,2010年到2020年上海的增长率可达600倍,北京热点区域的增长率可达1000倍。”

“5G将为用户提供光纤般的接入速率,接近于零时延的使用体验,具备千亿设备的连接能力,同时为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低。”黄宇红说。

移动互联网和物联网的普遍应用,以及更多提高用户体验的新技术,在加速推高移动流量。随着信息交互方式的进一步升级,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频、移动云等更加身临其境业务的趋势会越来越流行;移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动物联网应用爆炸式增长,数以千亿的设备将接入网络,实现真正的“万物互联”,并缔造出规模空前的新兴产业。这些新技术、新应用在驱动移动通信的发展,同时也带来技术上的挑战。

应用:5G能力需求进一步明确

5G在用户体验速率、连接数密度和时延等方面需要更高的性能,同时还需提高网络部署和运营效率。

“5G典型场景涉及未来人们居住、工作、休闲和交通等区域,特别是密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等场景。这些场景具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性等特征,可能对5G系统形成挑战。”工信部电信研究院院长、IMT-2020(5G)推进组组长曹淑敏说,“考虑增强现实、虚拟现实、超高清视频、云存储、车联网、智能家居、OTT消息等5G典型业务,并结合各场景未来可能的用户分布、各类业务占比及对速率、时延等的要求,可以得到各个应用场景下的5G性能需求。”

5G关键性能指标主要包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性和用户峰值速率。

“5G需要具备比4G更高的性能,支持0.1~1Gbps的用户体验速率,每平方公里1百万的连接数密度,毫秒级的端到端时延,每平方公里数十Tbps的流量密度,每小时500km以上的移动性和数十Gbps的峰值速率。其中,用户体验速率、连接数密度和时延为5G最基本的3个性能指标。”曹淑敏说,“同时,5G还需要大幅提高网络部署和运营效率,相比4G,频谱效率提升5~15倍,能效和成本效率提升百倍以上。”

“性能需求和效率需求共同定义了5G的关键能力,犹如一株绽放的鲜花。红花绿叶,相辅相成。花瓣代表了5G的6大性能指标,体现了5G满足未来多样化业务与场景需求的能力。其中,花瓣顶点代表了相应指标的最大值;绿叶代表了3个效率指标,是实现5G可持续发展的基本保障。”曹淑敏说。

路径:关键技术还在探讨

大规模的MIMO、全双工技术、复杂双工技术、编码与调制技术等12项5G关键技术还在讨论中。

5G的关键技术还在讨论中,曹淑敏列出12项技术,其中传输方面的有:大规模的MIMO(多入多出),NOMA(非正交多址接入,可将一个资源分配给多个用户),全双工技术、FBMC(滤波器组多载波系统)、复杂双工技术、编码与调制技术。满足5G典型应用场景的技术解决方案有:超高密度网络、低时延和高可靠性解决方案、M2M方案、D2D方案、高频通信、频谱复用等。

我国企业也在提出自己的5G方案,如华为提出SCMA(Sparse Code Multiple Access)编码方案,大唐提出PDMA(Pattern Division Multiple Access)技术。

“5G推进工作要以融入国际主流标准为目标,采取更开放的推进策略,形成统一的国际标准,将我国创新成果纳入其中。”工信部科技司副巡视员代晓慧说,“在5G推进中要加强国际合作,支持国内企业积极参与5G研究计划,鼓励国外公司与国内研究机构和企业联合开展研发。”

代晓慧表示,5G研发要以提升用户体验为目标,加强多种技术的整合研究。除了通过提高无线传输能力承载更高数据速率之外,新型网络架构也是研究重点。如通过分布式、扁平化的网络架构,消除网络的流量瓶颈、延时,搭建更加适合于移动互联网业务特点的新型网络架构等。另外,5G也是多种网络的整合,将宏蜂窝、微蜂窝、热点小基站以及WiFi等多种网络进行融合,为不同场景的用户提供最好的服务。


责任编辑:丹璐
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