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什么是5G?

发布时间: 2019-03-26 15:13:56   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

随着通信技术和计算机技术的迅猛发展,各种新型应用(如虚拟现实、增强现实、人工智能、3D媒体、超高清视频等)不断涌现,使得无线网络所承载的数据量陡增。与此同时,移动网络已成为现代生活的必需,购物、娱乐、社交等等无一不需要移动网络。而现有移动通信系统(4G)难以满足这样的需求,亟需研发新一代移动通信系统,即第五代移动通信系统(Fifth Generation,5G)。5G最显著的一个特征是空前的业务量、巨大的单位面积频谱效率(数百bit/s/Hz/km2)、超高的单设备吞吐量(Gbit/s量级)。据估计,到2021年每个月智能手机所产生的业务量将达到50拍它(1015)字节,而这是2016年全年的业务量。

为了满足这样的要求,全球范围内关于未来移动通信系统的研究和开发如火如荼。2013年以来,包括欧盟5GPP/METIS、中国IMT-2020(5G)推进组、韩国5G论坛、日本ARIB在内的各个国家层面的5G研究机构先后成立。2015年,国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)正式将5G命名为IMT-2020。如图1-5所示,5G不仅能支持当前系统所能支持的多种应用场景,还能支持很多新的应用场景,包括:

(1)增强型移动宽带(Enhanced Mobile BroadBand,eMBB);

(2)海量机器通信(Massive Machine Type Communications,mMTC);

(3)超高可靠低延时通信(Ultra Reliable Low Latency Communication,URLLC)。

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 5G应用场景

人们期望5G能提供如下8个关键性能指标(Key Performance Indicators,KPIs):超过10Gbit/s的峰值数据速率、100Mbit/s的用户体验数据速率、3倍的频谱效率、10Mbit/s/km2的单位面积业务能力、100倍的网络能量效率、1ms的空中延时、支持500km/h的移动速度、106/km2的连接密度(上文中的倍数提法是相对于4G系统而言的)。

标准化工作是5G发展过程中一个最为重要的环节,其组织形式是由国际电信联盟牵头,工业界、各个研究组织和运营商共同协作制定,最后提交至国际电信联盟,经国际电信联盟遴选确定后成为5G的国际标准。

2012年,国际电信联盟就开始了5G的标准化工作,其5G标准计划,大致可以分为3个阶段:第一阶段进行预标准化的研究,即通过用户需求的分析,获得未来网络技术的重点发展方向和基本架构;第二阶段是针对关键技术的研究以及相应的可行性评估,主要是分析特定场景下的网络运行情况是否达到预期效果;第三阶段是候选关键技术的遴选、验证和标准化工作。

第三代合作伙伴计划(The 3rd Generation Partner Project,3GPP)作为最重要的5G标准制定机构,也在2016年年初启动了5G的标准化工作。2016年6月,3GPP技术规范组(TSG#72)就Release 15的详细工作计划达成一致,该计划包括一系列中间任务和检查重点,以指导工作组正在进行的研究,同时明确了相关规范将于2018年6月确定。在讨论相关工作计划时,TSG#72强调了无线和协议两方面设计前向兼容性的重要性,因为这将直接影响到分步功能的导入和实现,对后续5G版本的发展和应用至关重要。在2017年3月召开的3GPP RAN第75次全体大会上,首个5G终端标准测试项目——5G新空口测试方法正式立项,同时大会还通过了5G加速的提案,这标志着5G标准化取得了实质性的进展,标准化时间节点也前移了半年。在这份提案里,3GPP将5G NR(新空口)非独立组网(选项3)特性提前至2017年12月完成,相比原计划提前半年,加速了5G新空口(NR)的标准化进程。此次3GPP正式通过的5G加速的提案以及即将完成的5G新空口标准,加速了相关产业的发展,使设备制造商、芯片商和终端厂商能够更早地开始开发,运营商能够更快地向客户提供标准化的5G服务。

2017年下半年,3GPP开始将其工作重心转移到Release 15的制定上,包括对新标准的制定和LTE-Advanced Pro的进一步完善;预计2018年9月完成Release 15的制定,2020年完成5G标准的制定工作。