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高晖:《5G标准》
2017-09-28 3473

5G标准:进入最后冲刺阶段

标准之争,一直是5G产业链最敏感的话题,在未来两年时间内,全球5G标准制定将进入最为关键的一锤定音阶段。一旦5G标准落地,那么电信运营商将能够充满底气地向消费者宣称自己的网络是名副其实的5G!

在MWC 2017上,多家移动通信巨头宣布将共同支持加速5G新空口标准化进程,以推动于2019年尽早实现5G新空口的大规模试验和部署。3月6日至9日,国际权威通信标准组织3GPP全体会议将在克罗地亚的杜布罗夫尼克市举行,AT&T、NTT DOCOMO、SK电讯、爱立信、高通、沃达丰、英特尔以及中国厂商华为、中兴、vivo等均将在会上支持面向5G新空口规范第一阶段的提案计划。这标志着5G核心标准的制定和出台进入最后的冲刺阶段,翘首以盼多年的消费者即将等到被国际标准化组织认可的真正的5G网络、服务和体验。

可以明确的是,在主要的大方向上,全球通信业参与者都已经达成了共识,5G标准并不需要完全的重建,而是一个逐步演进和优化的过程,目前整个5G的技术框架已经逐渐清晰。目前仍在博弈的是一些关系到运行优化参数等细节方面,但往往有时候,细节很重要,细节可以决定成败。

标准之网速:边缘速率大幅提升

近日,国际电联ITU已经提出了有关5G网速的报告草案,虽然最终敲定还需等到今年11月,但其中对网速的描述值得关注。

ITU公布了最新的有关IMT-2020无线接口性能的最低标准要求,每一个5G基站至少能提供20Gbps的下行和10Gbps上行的带宽传输性能。若是将该数字转移到个人用户的头上,规范要求下行速度至少达到100Mbps,同时上行速度至少也要达到50Mbps。有人会说,这个网速看上去远不如想象中那样美好,但实际上,以上只是最低标准,而为了实现标准,电信运营商会部署能力更强的网络,对绝大多数通信用户来说,下行速度绝不会仅仅停留在100Mbps上。

“例如在5G部署初期,一些住在小区边缘,覆盖相对不佳区域的用户日常真实下载体验可能只有几十兆,但随着整个网络能力的提升,即便网络覆盖边缘地区的速率也会相应地水涨船高,达到数百兆甚至更高水平。”一位通信业专家解释,5G网速的提升同样会有一个过程,随时随地地千兆下载体验还很难在短期实现。

标准之低时延:性命攸关的事5G网络还将解决4G网络的一大问题:时延。ITU的草案中规定,连接到5G网络的最大延迟不能超过4毫秒,甚至保持1毫秒的超低延迟通信。

超低时延的好处是,不仅在移动网络下看视频、玩游戏都能感受到更加淋漓畅快的体验,同时在一些性命攸关的关键性应用上,低时延迟的重要性更佳突出。例如在现有4G网络下,时速100公里的汽车从发现障碍物到制动停车至少需要1 .4 米的极限距离,但如果网络反应速度能更快一些,那么制动距离将变得更短。数据显示,假设5G网络可以实现10毫米时延,那么制动安全距离将提升至14厘米,安全性得以大大提升。

用最通俗的方式解读,目前5G网络想实现超低时延,业界的主流实现方式是,一方面大幅降低空口传输时延,另一方面要尽可能减少转发节点,因为数据包每少经过一个网络节点都会省下一定的时间。

标准之物联网:争议最少相比其他5G要求,有关Cat-M和NB-IoT的物联网标准已经冻结,预计其最终成为5G标准的一部分。

物联网标准的一大特点是对频谱效率、密度和能耗将做出更高要求。例如,在ITU上述草案中,规定单个5G网络在每平方公里区域范围内,至少能承载100万台设备。这一数字并不夸张,未来5G设备将不只有智能手机,汽车、交通红绿灯、广告牌等等都将融入5G的大家庭。

在未来的5G技术框架中,每个数据子帧将变得很小,这让5G运营商有能力在相同容量下控制更多的终端设备。例如,假设一个小区接入了10万个物联网设备,那么目前的2G、3G、4G技术都无法满足如此海量的终端接入,而NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入能力。

除了大连接,物联网应用同时要求低功耗,这样才具备规模商用的可能。现在业界宣称NB-IoT设备的能耗可以做到非常小,甚至保持10年以上的寿命。但据一位通信设备厂商人士透露,“理论上是可以达到10年,但目前还无法验证,该技术的诞生都远没有十年,到底能在复杂的现实环境下实现多长的电池寿命时间,还需要实际使用案例的检验。”


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