5G的出现,让物联网真正成为可能;另一方面,也只有5G网络,才能承载物联网产生的庞大无比的井喷式网络流量和在同一瞬间产生的海量网络请求。可以看到,5G将成为实现网络世界和物理世界的重要纽带,它首先将使前几年兴起的物联网概念真正成为现实,可穿戴智能终端、车联网终端以及各类大大小小的智能终端,都将连上这张物联网。在这种连接的基础上,新的应用比如实时视频分享、随时随地云接入、虚拟现实等都将成为现实,整个社会的信息化将更加深入、彻底。
当然,人们在憧憬5G的同时,还必须面对诸如流量费用和网络安全等问题。便宜的流量资费无疑是使用5G服务的必要前提,否则再高的网速也只能让人望洋兴叹。因此,网络运营商必须切实“提速、降费”,以适应5G时代的发展。5G在满足人们移动网络海量教据的需求、为用户带来丰富服务的冋时,对数据隐私和安全保护的要求也显著提高。
5G网络会比4G快得多。在实际应用中,一部5G手机配合上5G网络环境,网速可达4G的9至20倍。5G主要三大特点
1、高速率
5G可以说是站在巨人的肩膀上,依托4G良好的技术架构,5G可以比较方便的在其基础之上构建新的技术。未来的5G愿景最强烈的一个方面就是用户体验到的网络速率。4G现在已经很快了,但是还不够,5G要做到的目标是最大10Gbps。
现在的移动网络工作在相对较低的频段,低频段的好处的是传播性能优越,可以使运营商用较少的成本(少量基站)达到很好的覆盖。
在4G LTE中单个载波最大的频率范围是20MHz,通过载波聚合技术可以将多个非连续的载波合起来使用达到更高的速率,但是这样还依然不够。5G的一个特点就是高频,受限于高频的传播性能,所以很多的高频段频率资源没有被使用,这正是5G可以好好利用的资源。
2、大容量
物联网这个话题最近几年来一直占据着热门,但是受限于终端的功耗以及无线网络的覆盖,广域物联网仍处于萌芽的状态,伴随着5G网络的出现,可以预见未来它必将大热。5G将会通过什么技术手段来支持物联网技术的发展呢?首先看看它将如何解决物联网技术的核心问题:功耗问题是困扰着物联网技术发展的最大障碍,因为物联网的节点太多,而且由于很多条件的限制,终端没有办法充电,只有通过初次装入电池,寄希望于终端自身能够节省电能,使用越久越好。为了解决这个问题3GPP专门推出了针对广域物联网的窄带物联网技术,通过限定终端的速率(物联网终端对通信的实时性一般不高),降低使用带宽,降低终端发射功率,降低天线复杂度(SISO),优化物理层技术(HARQ,降低盲编码尝试),半双工使终端的耗电量降低。而5G还会在这个基础上走得更远,通过降低信令开销使终端更加省电,使用非正交多址技术以支持更多的终端接入。
3、低时延高可靠
LTE网络的出现使移动网络的时延迈进了100ms的关口,使对实时性要求比较高的应用如游戏,视频,数据电话成为可能。而5G网络的出现,将会使时延降到更低,会为更多对时延要求极致的应用提供生长的土囊。
降低时延的技术原理:LTE中的一个TTI是1ms,而5G将通过对帧结构的优化设计,将每个子帧在时域上进行缩短从而在物理层上进行时延的优化。相信在后期5G信令的设计上也会采用以降低时延为目标的信令结构优化。
在更新换代至5G设备前,还需要通过4G进行初始连接。而所有的5G超级手机仍然需要使用4G技术。但是目前,市面上还没有5G智能手机,而当5G智能手机真正在2019年某个时候上市了,广泛的5G网络却还未就绪。
对蜂窝概念的思考。大家可能对Ring和Young先生提出的蜂窝通信的概念(比如1G、2G、3G、4G)都比较熟悉。但是在5G系统设计时,需要考虑到传统以基站为中心的蜂窝通信网络的设计可能不再满足未来的系统需求,因此会考虑设计以用户为中心的网络架构和相应的协议栈、信令流程。
信令和控制的全新设计。在未来5G的应用中,考虑到小包业务在未来网络业务中的比重会与日俱增,系统设计时如果不采取新颖的做法,不采取新的空口技术,那空口资源会由于小包业务连接的频繁建立和释放而造成大量浪费。为了把空中接口对于小包业务的接入能力提高到一个新的数量级,必须带来全新的连接方法,来实现无连接的空中接口信令和控制。
关于基站天线。在4G的时候,基站天线数并不多,由于基站天线的小型化,天线的安装并没有引起太大的问题。但是在5G中,Massive MIMO将变得无所不在,数量庞大的天线给系统的选址和安装带来巨大的挑战。因此,提出隐形基站的概念,通过采用低成本、低功耗、小型化的射频和天线设计,多根天线可以高度集成在一个SmarTIle 中,实际部署的时候,可以根据需求按照实际的部署环境灵活的摆放多块SmarTIle。
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