初次體驗(yàn)4G網(wǎng)絡(luò)的用戶通常會(huì)發(fā)出這樣的感嘆:“4G真快,感覺(jué)比3G要快很多”。的確,相比3G時(shí)代的上網(wǎng)速度,4G確實(shí)快了數(shù)倍;但你能想象 嗎?有一種技術(shù)比當(dāng)前的4G速度還要快100倍!沒(méi)錯(cuò),這就是未來(lái)的5G——第五代移動(dòng)通信技術(shù),每秒下載速度可達(dá)10Gb,而其帶來(lái)的不僅僅是上網(wǎng)速度 的提升,還將帶來(lái)眾多前所未有的體驗(yàn)。準(zhǔn)備好了嗎?下面就隨我們一起來(lái)認(rèn)識(shí)5G,并提前感受5G時(shí)代的魅力吧!
一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn):2020年
首先需要強(qiáng)調(diào)的是,5G(fifth-Generation),即第五代移動(dòng)通信技術(shù),目前尚無(wú)真正的標(biāo)準(zhǔn),因此當(dāng)前所說(shuō)的“5G”只能看做是 4G/LTE+下一步演進(jìn)的代名詞。然而在移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域,技術(shù)先行已經(jīng)成為“慣例”,在真正的標(biāo)準(zhǔn)尚未確定之前,各大組織、廠商已經(jīng)開始展開行動(dòng):
2009年,已有設(shè)備廠商開啟5G相關(guān)的早期技術(shù)研究,并已于2011年和2012年展示了峰值速率達(dá)50Gbps的5G原型機(jī)基站。
2012 年,ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)啟動(dòng)了5G標(biāo)準(zhǔn)化前期研究及發(fā)展規(guī)劃,用3年時(shí)間進(jìn)行需求愿景研究和未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)研究;同時(shí)在2015年11月之前進(jìn)行頻譜需 求及候選頻段研究;并在2015年中啟動(dòng)5G標(biāo)準(zhǔn)化流程,2017年底或2018年初啟動(dòng)候選技術(shù)方案征集,力爭(zhēng)在2020年完成5G標(biāo)準(zhǔn)制定。
2013 年2月,歐盟宣布,將撥款5000萬(wàn)歐元,加快5G移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)劃到2020年推出成熟的標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí),其將借助 5G PPP(5G Infrastructure Public-Private Partnership,5G基礎(chǔ)設(shè)施公私合作伙伴關(guān)系)的力量步入 5G研發(fā)階段。具體三個(gè)階段,2014-2016年為基礎(chǔ)研究以及愿景建立階段,2016-2018年為系統(tǒng)優(yōu)化和預(yù)標(biāo)準(zhǔn)化階段,2018年-2020年 為規(guī)模試驗(yàn)和初期標(biāo)準(zhǔn)化階段。
2013年5月,又有廠商表示已率先開發(fā)出了首個(gè)基于5G核心技術(shù)的移動(dòng)傳輸網(wǎng)絡(luò)——在28GHz頻段的下行速率達(dá)到了1Gbps,并計(jì)劃于2020年開始商用該網(wǎng)絡(luò)。
通過(guò)上述介紹我們不難發(fā)現(xiàn),要等到2020年5G標(biāo)準(zhǔn)才有可能正式推出,在此期間,需求與愿景調(diào)查,頻譜選擇與確定,以及候選技術(shù)PK將是主旋律。
時(shí)代變化 對(duì)5G提出“硬需求”
回顧移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,80年代,語(yǔ)音業(yè)務(wù)是新興需求,因此基于模擬蜂窩技術(shù)的1G應(yīng)運(yùn)而生;隨后到了90年代,語(yǔ)音業(yè)務(wù)需求量與日俱增,此時(shí),數(shù) 字技術(shù)取代模擬技術(shù)已經(jīng)成為必須,而基于以時(shí)分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)技術(shù)為主的數(shù)字蜂窩技術(shù),使得2G(GSM)進(jìn)一步提高了語(yǔ)音通話 的質(zhì)量,提高了頻譜利用效率,同時(shí)降低了組網(wǎng)成本,滿足了90年代新業(yè)務(wù)(語(yǔ)音和短信)的需求。
進(jìn)入21世紀(jì),多媒體應(yīng)用逐漸成為主流,“移動(dòng)寬帶”需求到來(lái),以碼分多址(CDMA)為主要特征的3G的出現(xiàn),很好地支持了數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù);而最 近兩年,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)又全面興起,“移動(dòng)寬帶”需求進(jìn)一步提升,以正交頻分復(fù)用(OFDM)和多入多出(MIMO)為主要特征的4G成為了支持寬帶數(shù)據(jù)和移 動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。
可以看到,是需求推動(dòng)了移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。因此雖然當(dāng)前5G標(biāo)準(zhǔn)仍遙遙無(wú)期,但考慮到未來(lái)車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的龐大終端接入、數(shù)據(jù)流量需求,以及種類繁 多的應(yīng)用體驗(yàn)提升需求等,關(guān)于5G的一些“硬需求”已經(jīng)提前得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可。包括在容量方面,5G相比 4G將實(shí)現(xiàn)單位面積移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)1000倍;在傳輸速率方面,典型
用戶數(shù)據(jù)速率提升10到100倍,峰值傳輸速率可達(dá)10Gbps;在延遲方面,端到 端時(shí)延比4G縮短5倍;而在可接入性方面,可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量增加10到100倍;此外,在可靠性方面,低功率MMC(機(jī)器型設(shè)備)的電池續(xù)航時(shí)間將增加 10倍。
抓住5G機(jī)遇 掌控移動(dòng)通信未來(lái)
相信大家都聽過(guò)這樣一句話,“三流企業(yè)做產(chǎn)品,二流企業(yè)做品牌(或服務(wù)),一流企業(yè)做標(biāo)準(zhǔn)”,標(biāo)準(zhǔn)的重要性不言而喻。但從1G到4G時(shí)代,我國(guó)通信行 業(yè)更多的是在扮演“參與者”的角色,即處于“技術(shù)輸入”的被動(dòng)地位,而想要改變這一點(diǎn),就必須抓住5G標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)機(jī)遇,掌控5G技術(shù)未來(lái)的走向、未來(lái)的價(jià)值 重心,最終手握開啟5G時(shí)代的“金鑰匙”,掌控移動(dòng)通信未來(lái)。
為此,2013年2月,中國(guó)工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合成立了IMT-2020(5G)推進(jìn)組。該推進(jìn)組成員包括中國(guó)主要 的運(yùn)營(yíng)商、制造商、高校和研究機(jī)構(gòu),旨在聚合中國(guó)產(chǎn)學(xué)研力量、推動(dòng)中國(guó)第五代移動(dòng)通信技術(shù)(標(biāo)準(zhǔn)化)研究和開展國(guó)際交流與合作。
2014年5月,IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布了第一份5G白皮書——《5G愿景與需求白皮書》。該白皮書指出,5G需要具備比4G更高的性 能,支持0.1-1Gbps的用戶體驗(yàn)速率,每平方公里一百萬(wàn)的連接數(shù)密度,毫秒級(jí)的端到端時(shí)延,每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度,每小時(shí)500Km以 上的移動(dòng)性和數(shù)十Gbps的峰值速率。即提出了六大關(guān)鍵性能指標(biāo),包括用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度、端到端時(shí)延、流量密度、移動(dòng)性和用戶峰值速率,其中用戶 體驗(yàn)速率是指真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用戶可獲得的最低傳輸速率。
與此同時(shí),該白皮書還指出,5G需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)的效率,相比4G,頻譜效率要提升5-15倍,能效和成本效率提升百倍以上。
通過(guò)對(duì)比不難發(fā)現(xiàn),我國(guó)的“5G愿景與需求”相比ITU等提出的“硬需求”更加全面和細(xì)化。正如上圖所示,紅花綠葉相輔相成——其中5G的六大性能指標(biāo)體現(xiàn)了5G滿足未來(lái)多樣化業(yè)務(wù)與場(chǎng)景需求的能力;而三個(gè)效率指標(biāo),則是我國(guó)實(shí)現(xiàn)5G可持續(xù)發(fā)展的基本保障。
運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商:正在行動(dòng)
面對(duì)技術(shù)的快速發(fā)展和超越技術(shù)發(fā)展速度的新業(yè)務(wù)需求,目前我國(guó)的三大運(yùn)營(yíng)商正在積極參與5G的研發(fā)。而在設(shè)備商方面,華為、中興、大唐、上海貝爾等同 樣為 5G的發(fā)展貢獻(xiàn)著力量。以華為為例,早在2009年其已經(jīng)開始了5G相關(guān)的早期技術(shù)研究,并分別于2011年和2012年展示了業(yè)界領(lǐng)先的峰值速率達(dá) 50Gbps的5G原型機(jī)基站,隨后又推出了創(chuàng)新的5G基站Ultra Node原型機(jī)和 “No Cell”的接入網(wǎng)架構(gòu)概念;而目前華為已經(jīng)在全球9 個(gè)地域建立5G的創(chuàng)新研究中心(計(jì)劃到2018年至少投入6億美金用于5G的研究和創(chuàng)新),同時(shí)對(duì)5G提出了更高的要求——5G基站網(wǎng)絡(luò)能力要達(dá)到4G的 1000倍,移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到10Gbps的級(jí)別,并且傳輸延遲不超過(guò)1毫秒等等。
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