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4G都还没用上,5G就要来了

浏览次数:次 日期:2016-10-27 10:18:23

    "4G都还没用上,5G就要来了?"、"5G来了?那么房子不是一夜归移动,一小时估计就能归移动了",这是我在很多关于5G文章下能找到最多的评论。在移动行业里面,已经基本确认5G网络将会在2020年正式商用,最早会在2018年的韩国冬季奥运会率先亮相。如同3G到4G,4G到5G这一转变过程应该是通信连接的质变,我们首先应该把关注点放在5G所能带来哪些新的惊喜变化,如果只是害怕房子一夜归移动,那么你将会固步自封。

 其实5G在大多数人眼中,表面来看就是网速将会比4G更加快,因此才会有资费方面的担心,实际5G的变化远远不只在网速,它所能应用的场景和领域也是异常丰富。往下读下去相信能消除一些你对5G的误解。

变化的不只是网速

  5G相比较4G,三个最明显的提升特征分别是上下行速率提高、极低的延时和超大的网络容量。没错,网速的提升是必然的,它会比4G要快上百倍、千倍以上,这对于应对未来庞大的数据吞吐量需求是很有必要的。最直白最简单的便是,以往你下载1部2GB大小的电影,4G网络需要2分钟,而5G网络则是把时间缩短到1分钟以内。不过除了快,5G网络还应该拥有极低的延时,也就是响应速度,同时也需要更大的网络容量,能容纳未来庞大的物联网需求。

   用专业的术语来说,5G的变化在于:第一是增强型移动宽带,它可以用于支持VR/AR等应用体验;第二是海量物联网(Massive IoT),它扩展了物联网的大规模部署;第三是全新类型的关键任务型服务,让我们能通过可靠且可用的连接,在极低的时延下实现控制。

应用场景你能想到哪些?

  5G能给我们带来更强大的移动带宽,我们可以用于VR/AR的体验,此外还有360全景录像拍摄等等,这些功能都需要足够的带宽才能支撑他们流畅的工作,才能保证它们的基本体验。只有足够先进的无线连接,我们现在的VR/AR一体机才能改变他们的产品形态,令眼罩主机部分更加轻薄,同时去掉线材的束缚,把所有数据的处理都放在主机上。

  超低时延这个特点对于智能交通、医疗手术、公共安全等领域是很重要的,现阶段4G LTE的时延还不足以支撑他们准确安全稳定地工作,如交通中汽车智能碰撞操作,这些都要求数据反应在毫秒级以下;医疗手术需要手术刀的位置精确度也是极高的。此外,5G还需要支撑庞大的物联网设备接入,未来不仅是我们的手机、平板、电脑需要联网,所有我们能看得到的物品或许都需要联网,如果4G是加速人与人之间的连接,那么5G则是加速人与物、物与物之间的连接。可想而知,这么庞大的联网数量则要求5G有足够大的网络容量。

5G NR(New Radio)标准化

  很多人会问,5G时代所采用的网络标准是什么?实际现在制定这个标准的3GPP组织还没有最终确认,对于5G NR的标准化进程,现在是在3GPP Release 14的研究项目阶段(study item),明年将会开始进入到工作项目阶段(work item),它将持续到2018年,预计于2019年开始部署。这意味着标准还在制定当中,但是大体的框架和一些技术已经基本确定,现在还在一些关键性细节确立中。我们暂时把5G NR作为5G时代的一个标准来看待,就好像4G时代的TDD-LTE和FDD-LTE,预计明年5G NR会开始进行早期的实验和部署。

  5G时代与4G时代不一样,5G NR将会成为一个全球标准,它同时也将支持美国Verizon的5G固定宽带部署,以及韩国在2018年韩国冬奥会上的5G部署。5G初期,依旧需要与4G LTE配合使用,多模对于5G是很重要的。在一个终端上需要集成对5G、4G、3G和WiFi的支持,因为5G布局初期是运行在超高频率上,也就是我们常说的毫米波频段,所以其传输距离受限,广域全覆盖依旧需要4G和3G的支持。当然5G以后的发展趋势会往高/低频发展,5G基带需要具备支持高频段的毫米波,同时也要支持6GHz以下的低频段。

5G需要在不同频段部署

  在4G时代,所采用的频段是很多样的,每个国家每个地区每个运营商所拥有的频段的都不一样。5G设计之初已经考虑到多样性的部署,因此它能够支持不同的频谱类型,包括授权和非授权的频谱。授权频谱也就是国家政府授权运营商部署某个网络的频段,而非授权频谱是并没有分配给特定网络使用的频段,如WiFi、蓝牙等技术所使用的2.4GHz和5GHz也是非授权频谱中的部分。

  除此之外,它还可以支持全新的共享频谱模式,这样可以与其他运营商通过授权或协议的方式引入共享授权频谱,充分提高频谱的利用率。5G需要对所有频段的支持,包括从高频段到低频段。在1GHz以下的低频段,它可以实现远距离的覆盖,适合海量的物联网应用。在1GHz到6GHz这部分,它拥有更大的带宽,可以用于增强型的移动带宽。在6GHz以上的高频段,它面向的是短程而且需要超高极致速率的移动宽带应用。由于高频段相对传输距离短,利用它支持海量的物联网并不是一个好的选择,在覆盖方面是一个难题,因此物联网的接入需要5G在低频段也能够很好支持才行。

  目前韩国、美国和日本都在围绕28GHz频段的毫米波进行研究,而中频段方面,在6GHz以下,大约在3.5GHz的频段上,中国、欧洲和日本则关注这个频段的5G发展。

5G实现的技术手段有哪些?

  5G需要在不同的频段部署,因为它需要针对不同的应用。在增强型的移动宽带,数据吞吐量的提升(网速的增强)、低时延方面,可以在高频段依靠毫米波获得。我们知道高频段毫米波是极度容易衰减的,为了解决这个问题,能让其把能量聚集一起实现连续并且具备移动性的传输,采用更多的天线MIMO和波束成形和波束追踪等技术(后期会对5G的技术进行解读)。

大规模MIMO通过利用基站中的大量天线来使用高频段,这样就可以集中能量传输给用户,以在这些更高频段上实现更好的覆盖。举例来说,这里的基站上有24个天线,而终端上则有4个天线。这样一来,每个用户都能获得大概4倍左右的性能提升,即使是处在基站边缘的用户也不例外。简单来说,通过这些技术能有效解决毫米波高频段的衰减问题,令其拥有更大的网络容量和传输速度。

  在低频段方面,需要依托现阶段LTE的技术,在6GHz以下的低频段运行,推动5G NR的标准化。

5G与LTE共存发展

  高通已经在近日发布了首款支持5G基带骁龙X50,它初期是能够支持在28GHz频段毫米波(mmWave)上运行,暂时是一个单模的芯片,它是针对5G早期试验而推出的,可以算是专门针对Verizon的固定无线部署和韩国在2018年韩国冬奥会上的5G网络部署而推出的。

 骁龙X50这款基带依旧需要配合相关的4G、3G、WiFi连接芯片才能让一款终端适应现阶段的网络需求,当然5G基带的发展方向同样是多模多频高集成,而我们也不要以为5G来到了,4G、3G和WiFi就立刻消失,这些依旧会随同5G在很长一段时间里面继续演进变化,最明显的例子便是千兆级(1Gbps)的LTE和窄带物联网(NB-IoT)等,这些都需要相互配合互补不足。

5G:期待它的美好

  需要明确一点的是,5G标准尚未正式确立,但是5G NR已经基本可以看作是5G的标准化。5G不只是你们想像中的超高网速,它还有很多很多。5G NR需要支持多样化的部署,包括对小基站、终端对终端以及汽车对汽车(V2V)通信的支持。其次,它需要涵盖多样化的频谱,包括对低频段和高频段的覆盖。最后,它还有要支持多样化的服务及终端,包括刚刚提到的对增强型移动宽带、海量物联网以及关键型业务的支持。

 如果你问我,5G快不快?肯定快,要比4G快上百倍以上。那么5G贵不贵?5G资费贵不贵这个问题上,不能简单回答,因为资费的定价、构成是多方面因素的,当中有技术成本、运营商部署成本、市场因素等等,如果单单就以技术来说,5G必然会与4G一样,在流量的单价上肯定是下降的,随着技术的成熟,成本下降是必然的。不过我相信资费不应该也不可能成为阻止你使用5G网络的理由。

  一些走在前面的运营商已经着手试验部署5G网络,而2018年的韩国冬季奥运会也会率先看到5G的应用,而2020年估计会是5G大规模商用的时间。5G在数据吞吐量、延时、网络容量方面比较4G都是有明显的优势,应用的场景和领域将会更多元化,科技在发展,与其还在惆怅着网费如何如何地贵,还不如兴奋期待着未来5G带给我们的美好变化。