4G已不能满足未来用户对宽带的海量需求,不能支撑人与物、物与物的互联。在此情况下,5G应运而生。它将以全新的网络架构,提供至少10倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力,开启万物广泛互联、人机深度交互的新时代。它是通信产业中最重要的技术革新,将给社会各个领域带来翻天覆地的变化。
“5G对人类的影响类似于铁路或者电灯的影响”。5G意义如此重大,本文旨在为大家了解5G、熟悉新科技,掌握产业变化、分享资本盛宴提供帮助。
市场需求推动5G发展
5G即第五代移动通信。从2012年开始,5G网络的研究和试验在快速推进。
5G发展的内在动力。(1)流量需求快速提升推动5G发展。据思科预测,2021年智能手机流量均值将达到14.9G/月/部,而2016年仅为3.5G/月/部。到2020年,全球移动互联网的数据量将会达到30.6EB每月(1EB=1百万GB),是2015年的8倍。(2)新的应用对通信业务提出新的需求促使发展5G。不同场景中的极致体验需求对移动通信业务提出了更高的要求。
随着5G研究的全面展开并逐步深入,业界就5G的应用场景形成基本共识,有以下三种:面向增强的移动互联网应用场景(eMBB),5G提供更高体验速率和更大带宽的接入能力,支持解析度更高、体验更鲜活的多媒体内容;面向物联网设备互联场景(mMTC),5G提供更高连接密度时优化的信令控制能力,支持大规模、低成本、低能耗IoT设备的高效接入和管理;面向车联网、应急通信、工业互联网等垂直行业应用场景(URLLC),5G提供低时延和高可靠的信息交互能力,支持互联实体间高度实时、高度精密和高度安全的业务协作。见图1。
为了满足三大应用场景需求,ITU和IMT-2020工作组对5G网络的标志性能力指标给出了具体要求,相较于现有网络(4G)在八大能力指标方面有大幅提升。详情见表1。
5G中的新技术
5G还在发展中,IMT-2020认为,5G概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。标志性能力指标上文已介绍,一组关键技术包括无线传输技术和无线网络技术,详情见图2。采用这些关键技术是为了实现标志性能力指标,从而满足各类场景应用。
(一)无线传输技术
1、滤波器组多载波技术(FBMC)与其它多载波技术最大区别在于每个子载波上增加了一个滤波器。FBMC在5G网络中将可以通过滤波器对子载波进行过滤,为不同业务配置不同的时延、带宽等参数,自适应地应对高速移动、物联网等业务,可以满足5G网络业务多样性、更高频谱效率要求。