5G通信高传输率低延迟高网络容量密度目标如何达到

5G通信高传输率低延迟高网络容量密度目标如何达到,第1张

为达到各界对5G通讯高传输率、低延迟、高网络容量密度等共识目标,通讯业者正积极朝使用更高频段频谱、引进新的调变与天线技术,以及整合异质网络等三大方向投入研发。掌握关键技术发展,可以发掘未来十几年科技与通讯领域重大商机。

2017年5G发展将全速前进。在各国政府与主要通讯大厂竞相投入下,5G技术与标准的发展已更趋明朗,日前美国联邦通讯委员会(FCC)完成5G频谱分配规划、高通(Qualcomm)与Intel都将推出芯片解决方案,另外,Verizon携手七家5G技术论坛伙伴一同研拟自定义5G标准期在2017年提前商用,这些进展在在皆显示全球5G发展能量已迅速积累,2017年市场热度更将攀升至新高点。

为达到各界对5G通讯高传输率、低延迟、高网络容量密度等共识目标,通讯相关业者正积极朝使用更高频段频谱、引进新的调变与天线技术,以及整合异质网络等三大方向投入研发。因此,本次活动特别邀请研究单位与技术领先的厂商担任讲师,剖析如何运用6GHz以下频段与毫米波频段达到更高传输速率;并介绍通用分频多任务(GFDM)、MassiveMIMO、行动边缘运算(MEC)等5G关键技术。

5G产业愿景 科技发展核心

3GPP的第五代行动通讯愿景分成三个部分,Nokia端到端解决方案部资深技术经理Johan Asplund(图1)说,传统的行动宽带重点为Extreme Mobile Broadband,目标是无论何时何地传输速率皆可达100Mbit/s,峰值速率(Peak Rate)超过10Gbits/s;而大规模物联网Massive Machine CommunicaTIon,强调低成本、低耗电、大量连结,每平方公里100万个节点;特殊应用物联网CriTIcal Machine CommunicaTIon,强调低延迟(Low Latency)、高可靠度(Ultra Reliability)、无行动中断(Zero Mobility InterrupTIon)。

图1 Nokia端到端解决方案部资深技术经理Johan Asplund说,5G的重点为Extreme Mobile Broadband、Massive Machine Communication与Critical Machine Communication。

5G高速传输有一个重点,就是采用高频毫米波频段,大约是在24GHz∼86GHz,详细使用频段还有赖各国政府与电信主管机关订定。另外,更多频道同时传送讯息,也有助于传输速率的提升,运用大规模多进多出(Massive MIMO)技术,搭配波束成型(Beamforming)、波束追踪(Beam Tracking)技术可大幅提升传输速率与质量。而结合不同网络带宽的异质网络整合技术,是提升传输速率的方式。d性的框架设计与分布式的架构,也是发展重点。

在产业预期进展部分,Johan Asplund表示,今年在北美地区,定点的无线传输速率将达1Gbits/s,峰值速率将达5Gbits/s。2018年韩国昌平冬季奥运,将推出试运行的5G服务,除了强化行动性,无线传输的峰值速率将进展至10Gbits/s,网络等待时间将缩短至1毫秒(ms),频带的应用将扩展到30GHz;

2019∼2020年,日本、大陆、欧洲都将陆续导入商转,包括史上最盛大的欧洲国家杯足球赛、东京奥运,非授权频段的带宽应用等愿景将陆续达成。

提升网络资源管理效率

与现有4G LTE相较(表1),5G的网络复杂度大为提升,Nokia台湾暨香港澳门大中国区端到端解决方案总监王集祥(图2)指出,5G将WiFi、4G LTE、LPWAN等过去各自独立运作的网络连在一起,也透过多种新的技术提升网络带宽与应用范畴。由于应用太多元,必须要透过不同的网络切片(Network Slicing),区隔各种不同的垂直产业,以满足不同的需求。最后,4G对云端的应用比较单纯,5G对云端的应用将更为全面与深入。

图2 Nokia台湾暨香港澳门大中国区端到端解决方案总监王集祥指出,5G将过去各自独立运作的网络连在一起,也透过多种新的技术提升网络带宽与应用范畴。

图3 SGS电子通讯实验室副理廖兆祥指出,在2020年5G时代,行动用户数将较2015年成长1.3倍达92亿,行动宽频用户将成长2.3倍达84亿。

从网络资源的应用来看,王集祥解释,5G有一个很重要的观念叫动态资源管理(Dynamic resource management),由于带宽资源是有限的,所以必须要更精准的管理,提供需要的使用者高带宽或长时链接并动态调整。软件定义网络(Software Defined Networking, SDN)和网络功能虚拟化(Network Function Virtualization, NFV)也会越来越重要,不仅会共同运作,也对网络资源的自动化管理与控制非常重要。

在应用上,王集祥举例,自动驾驶、健康、智能电表这三种应用对网络的需求截然不同,如何顺利达成个别目的,网络切片成为未来最主要的手段,网络控制系统会透过不同参数的设定,包括成本、距离、服务质量、数据速率、动/静态、电池寿命、延迟等不同参数的需求,分析出相关应用的网络需求,加以模块化并提供最适合的网络资源给不同的服务。另外,动态经验管理(Dynamic Experience Management)相较于过去大多是静态的管理,不仅能更实时也提供消费者更好的使用者经验。

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