本文摘要:5G会是一个全球标准,和4G差不多。

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5G会是一个全球标准,和4G差不多。世界上很多国家和地区已经开始详细规划和推进5G的发展,比如欧盟的METIS项目,中国的IMT-2020,韩国的5GForum,日本的ADWICS。这些项目和计划是由多家电信运营商、系统设备制造商、终端制造商、研究所和大学共同参与的。

与前四代不同,5G应用广泛。峰值速率和平均电池光谱效率仍然是唯一的拒绝。

此外,体验率、连接数量、低延迟、低可靠性和低能效将成为系统设计中最重要的因素。应用在场景上,不仅是广域覆盖,还包括密集热点、机间通信、车联网、大型户外集会、地铁等。这也要求5G中的技术是多元化的,每一代人都会像前几代人一样拥有独特的符号技术。

5G的应用和关键性能指标是针对移动互联网用户的,未来5G的目标是超越类似光纤速度的用户体验。至于物联网,5G系统要反对各种应用,比如交通、医疗、农业、金融、建筑、电网、环保等。

其特点是终端庞大。图1展示了5G在移动互联网和物联网中的一些主要应用。数据流业务的特点是速度快,延迟可达50 ms ~ 100 ms互动服务延时5 ms ~ 10ms;现实增强和网络游戏需要高清视频和几十毫秒的延迟。

到2020年,云存储不会聚集30%的数字信息,这意味着云和终端的无线上网速度超过了光纤水平。物联网中,与数据采集相关的服务还包括低速率的服务,如读表,以及高速率的应用,如视频监控。抄表业务的特点是连接量大、终端成本低、功耗低、数据包小;但是视频监控不仅拒绝高速,而且部署密度低。

控制服务有时是脆弱的,不是脆弱的。前者像汽车联网,后者也包括家庭生活中的各种应用。5G市场需求除了用户体验率、流量密度、连接密度、延迟(端到端)、移动性等KPI定义外,还包括三种效率:小区平均频谱效率,单位为比特/秒/赫兹/小区,或比特/秒/赫兹/平方公里;能量效率,单位为比特/焦耳;成本效益,单位是货币单位/位。

5G的市场需求列举了以下几大应用场景:密集的住宅区、办公室、商场、健身房、大型户外集会、地铁系统、火车站、高速公路、高铁。对于每个应用场景,都有不同的服务类型和组,例如,图1中的14个服务中的一个或多个,每个应用场景中的比例随着用户的比例而变化。

经过一系列计算,可以得出一些典型场景的关键性能指标。在5G的四种典型部署场景中,有三个性能指标最重要,分析的更好:一是户外100Mbps、热点1Gbps的用户体验率;第二,相比4G,连接多10~100倍,连接密度增加;第三,空中接口延迟在1毫秒以内,端到端延迟以毫秒为单位。5G的关键性能指标和潜在技术如图2右图所示。

从部署的角度来看,5G可以分为四种典型的部署场景,需要与技术更紧密的联系起来。这四种场景分别是:宏覆盖增强、超密集部署、物联网、低延迟/低可信度。

宏覆盖增强场景在这个场景中,使用的频段多为低频,宏小区覆盖半径可以在几公里左右。构建100Mbps用户体验率的性能指标具有挑战性。在这种情况下,不同用户到基站的路径损耗有很大的不同,这使得信噪比有很大的不同。

一般可以在宏站上布置很多天线。连接的数量,甚至人与人之间的通信用户数量,都是非常大的。因此,合适的技术包括大规模天线、非矢量传输和新的调制编码。

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总的来说,这些技术可以与我们共存
5G超密集部署的很多应用都涉及到密集部署,比如办公室、密集的城市公寓、商场、户外集会、体育场馆等。这种情况下的用户体验拒绝率为1Gbps。很明显,典型地区的用户密度很低,可以是室外,也可以是室内。细胞的流形形状具有高度的异质性和多样性,包括宏细胞、微细胞、微微细胞和微细胞。

它们的发射功率、天线增益和天线高度也有很大不同。合适的潜在技术包括高级协商管理、虚拟世界社区、无线传输、新的调制和编码、增强的自组织网络等。对于室内部署,也可以使用高频通信来增强用户体验和减少小区间障碍。高频的短波长特性使得部署大规模天线阵列更加容易。

仅次于挑战的机器对机器通信场景是针对大量终端的。这也意味着每台机器终端的成本都高于普通手机终端。

功耗要足够低,保证电池几年不耗电。覆盖范围也应该是强大的,需要达到地下室。

潜在的技术包括窄带传输、主信令优化和非矢量传输。窄带传输可以有效降低设备成本,加强覆盖范围。主信令的优化可以显著降低主信道的开销。

非矢量传输反对多个终端同时共享无线资源,其终端过程可以具有竞争性,从而有效降低控制信令开销。低延迟和低可信度场景低延迟和低可信度是应用于联合的几种拒绝。比如在一些生产行业的机器之间的通讯中,毫秒级的延迟不会严重影响产品质量。在智能交通系统中,毫秒延时和接近零的检测母比是难以拒绝的,否则交通事故无法避免。

该场景的潜在技术包括物理帧的新设计和高级链路适配。终端直通技术也可以降低端到端延迟。

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