如何實現(xiàn)超低時延

幾代通信技術(shù)帶給用戶的感受，讓人更容易解讀為無線通信技術(shù)在傳輸速率上的突飛 猛進。然而與 3G、4G 網(wǎng)絡(luò)相比，5G 還有一個非常重要的特性是數(shù)據(jù)傳輸中的超低時延。 在 5G 開始研究之初，便明確了 5G 問世的一個非常重要使命就是充分激發(fā)并釋放垂直行業(yè) 應(yīng)用的潛力。從自動駕駛到工業(yè)控制，這些美好的夢想一一照進照現(xiàn)實都離不開 5G 的超低 時延特性。更有業(yè)界專家認為如果沒有超低時延特性，5G 只能算是 4G+。

對于 5G 超低時延，讀者一定會有這樣那樣的疑問，讓我們一邊提問一邊嘗試回答，希 望能夠帶給大家一些有意義的信息。

為什么 4G 時延無法滿足這些應(yīng)用的要求？ 舉個例子，對于自動駕駛，時延直接影響車輛在響應(yīng)操作前移動的距離�，F(xiàn)有 4G 網(wǎng)絡(luò)平均 50ms 時延條件之下，時速 100 公里的汽車，從發(fā)現(xiàn)障礙到啟動制 動系統(tǒng)仍需要移動約 1.4 米。不要小看這 1 米多的距離，在危急時刻，每增加一 厘米都意味著多一分生命危險。因此由于道路交通事關(guān)人身安全，控制指令，尤 其是制動指令抵達車輛的時間要求達到 1 毫秒的級別，即控制指令自發(fā)出到抵達 車輛僅前進了 3cm。

5G 究竟需要多低的時延？

 ITU、IMT-2020 推進組等國內(nèi)外 5G 研究組織機構(gòu)均對 5G 提出了毫秒級的端到端時延 要求，理想情況下端到端時延為 1ms，典型端到端時延為 5-10ms 左右。我們目前使用的 4G 網(wǎng)絡(luò)，端到端理想時延是 10 毫秒左右，LTE 的端到端典型時延是 50-100ms，這意味著5G 將端到端時延縮短為 4G 的十分之一。而 3G 的端到端時延是幾百毫秒量級。

這里，端到端時延的定義是：數(shù)據(jù)包從離開源節(jié)點的應(yīng)用層時算起一直到抵達并被目 的節(jié)點的應(yīng)用層成功接收一共經(jīng)歷的時間長度。并且，根據(jù)業(yè)務(wù)模型不同，端到端時延還可 分為單程時延和回程時延，其中回程時延還需加上發(fā)射端正確接收到應(yīng)答數(shù)據(jù)包所需的時延。 因此，端到端時延包括空口時延、核心網(wǎng)時延以及 PDN 網(wǎng)絡(luò)時延。

那么，5G 通過哪些技術(shù)實現(xiàn)超低時延呢？

既然端到端時延由多段路徑上的時延加和而成，僅靠單獨優(yōu)化某一局部的時延都無法 滿足 1ms 的極致時延要求，因此 5G 超低時延的實現(xiàn)需要一系列有機結(jié)合的技術(shù)。5G 低時 延的實現(xiàn)將主要遵循這樣的思路，一方面要大幅度降低空口傳輸時延，另一方面要盡可能減 少轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點，并縮短源到目的節(jié)點之間的“距離”。此外，實現(xiàn) 5G 低時延還需兼顧整體，從 跨層考慮和設(shè)計角度出發(fā)，使得空口、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、核心網(wǎng)等不同層次的技術(shù)相互配合，讓網(wǎng) 絡(luò)能夠靈活應(yīng)對不同垂直業(yè)務(wù)的時延需求。

5G如何實現(xiàn)超低時延？.docx