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    5G体系的基本特点

    5G的三大场景不仅要解决人们一直关注的速度问题,让用户在使用通信时获得更快的速度,而且对功耗、时延等提出了更高的要求,一些方面完全超出了人们对传统通信的理解,要把更多的能力整合到5G中。在这三大场景下,5G还拥有完全不同于传统移动通信的特点,有些特点并不包括在三大场景中,但必须要逐渐完善,成为5G体系的特点。5G具备以下几个基本特点:

    5G时代
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    1、高速度

    每一代移动通信技术的更迭,用户最直接的感受就是速度的提升。网速的大幅提升能保证我们的网络体验品质。最开始的网上内容叫新闻组,没有图像,只有文字内容。一个经过高度压缩的问候视频,只有2M,但是需要花好几个小时来下载。在3G时代,我们使用微博等功能的时候,有图片的话都被默认为缩略图,想看的时候需要点击一下才能打开,在4G时代,这些图片就都是默认打开的,这也是网络速度得到大幅提升的结果。 5G时代,值得我们注意的不仅仅是手机,高速度的5G网络将承载增强移动宽带(eMBB) 的应用场景,最贴近日常生活的就是在家里用智能电视收看超高清视频。与此同时,多样终端产品也在积极研发当中,以迎接5G时代带来的超高速度所成就的大流量应用。

    4G用户一般体验的速度可以做到上传6Mbps,下载50Mbps,通过载波聚合技术可以达到150Mlbps左右。5G理论上可以做到每一个基站的速度为20Gbps,每一个用户的实际速度可能接近1Gbps,如此高的速度不仅是用户下载一部超清电影1秒钟完成那么简单,它还会给大量的业务和应用带来革命性的改变。5G速度大大提升,也必然会对相关业务产生巨大影响,不仅会让传统的视频业务有更好的体验,同时也会催生出大量新的市场机会与运营机制。

    2、泛在网

    各种业务的大发展对5G网络提出了更高的要求,网络需要无所不包,广泛存在。只有无处不在的网络,才能支撑日趋丰富的业务和复杂的场景。例如,目前,我们在地下停车场,如果没有网络,虽然有一定的麻烦,但还可以忍受。如果无人驾驶广泛采用,地下停车场仍无网络,这些无人驾驶汽车就无法自动进人车库停车充电,因此这个网络必须广泛存在。

    泛在网有两个层面:一个是广泛覆盖,一个是纵深覆盖。广泛覆盖是指人类足迹延伸到的地方,都需要被覆盖到,比如高山、峡谷,此前人们很少去,不一定需要网络覆盖,但是到了5G时代,这些地方就必须要有网络存在,因为无论是智能交通还是其他业务,都需要通过稳定可靠的网络进行管理,在没有网络的地方是无法管理的。同时,通过覆盖5G网络,可以大量部署传感器,进行自然环境、空气质量、山川河流的地貌变化甚至地震的监测,5G可以为更多这类应用提供网络。

    纵深覆盖是指人们的生活中已经有网络部署,但需要进入更高品质的深度覆盖。今天,大部分人家中已经有了4G网络,但卫生间等狭小空间的网络质量经常不是太好,地下车库大多没信号,想要在这种环境中处理事情,会面临无网络的尴尬。5G时代,以前网络品质不好的卫生间、没信号的地下车库等特殊场所,都能而且需要被高质量的网络覆盖。因为未来家里的抽水马桶可能是需要联网的,马桶可能可以自动帮你做尿常规检查并传到云端,通过大数据对比,确定你的健康情况,通过各方面的提升来改善你的身体状况,这可能会成为智能健康管理体系的一个重要组成,进而对人的身体改善起到非常重要的作用。

    在4G时代以前,我们常?;嵊龅绞只恍藕呕蛘咝藕湃醯奈侍?,尤其是在较偏远的地方。因为在3G和4G时代,我们使用的是宏基站。宏基站的功率很大,但体积也比较大,所以不能密集部署,导致离它近的地方信号很强,离它距离越远,信号越弱。但到了5G时代,微基站将会逐步建立,几乎不用再担心信号不足的问题。

    3、低功耗

    随着技术的不断发展,网络速度变得越来越快,同时设备功耗也变得越来越高。谷歌眼镜之所以不能大规模商用,很大 部分原因就是功耗太高, 用户体验太差。

    从这个角度而言,降低功耗是个很大的问题,5G要支持大规模物联网应用,就必须考虑功耗方面的要求。一个实际的例子是,可穿戴产品近年来取得一定的发展,但也遇到很多瓶颈,其中体验较差,是难以进人普通民众生活的主要原因。比如智能手表,每天甚至几个小时都需要充电,导致用户的体验非常差。未来,物联网产品都需要通信与能源,虽然今天可以通过多种手段实现通信,但能源的供应大多只能靠电池,为了确保产品的使用时间长,必须把功耗降下来,让大部分物联网产品一周充一次电,或者一个月充一次电,以改善用户体验,越来越丰富的物联网产品才会得到普通大众的广泛接受。

    低功耗的要求非常广泛,举一个典型的例子。对于河流的水质监测,几十公里或是几公里设立一个监测点,监测结果不够准确,要找到污染源非常困难,而设立大量常规的监测点,成本又太高,这就需要设立大量成本低的监测点,及时回传数据。如果采用低功耗技术,将监测器布置在河流沿线,半年换一次电池,维护的成本就很低,从而形成有价值的应用。

    5G应用
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    4、低时延

    5G的一个新场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。

    正常情况下,人与人之间进行信息交流,140毫秒的时延是可以接受的,不会影响交流的效果。但对于无人驾驶、工业自动化等场景来说,这种时延是无法接受的。5G对于时延的终极要求是1毫秒,甚至更低,这种要求是十分严苛的,但却是必需的。3G网络时延约100毫秒,4G网络时延约20~80毫秒,到了5G时代,时延将会逐步下降至1~10毫秒。

    5G低时延的特点,必将使自动驾驶和车联网等领域迎来大爆发。通常来说,无人驾驶汽车需要中央控制中心和车进行互联,车与车之间也应该进行互联,在高速前进中,一旦需要制动,需要瞬间把信息传送到车上,车的制动系统会迅速做出反应。100毫秒左右的时间,车会向前冲出几米,这就需要在最短的时延内,把信息传送到车上并得到及时反应,否则后果不堪设想。

    不仅如此,相关交通枢纽上还将部署大量传感器和摄像头拍下视频,通过大数据传输形成动态流量图,行人可轻松直观地看到交通实况,智能交通体系将全面建成。该技术还有望用于比赛实况转播,人们在移动终端上即可看到个性化的体育赛事直播,进行全方位无死角观看。

    在无人驾驶飞机上,低时延的要求同样很高。比如,当成百上千架无人驾驶飞机编队飞行时,为了确保安全,每一架飞机之间的距离和动作要极为精准,哪怕是其中一个信息传输延迟太久,都有可能引发重大灾难性事故。而在工业自动化领域,机械臂在操作零件组装时,要想做到高度精细化,制造出高质量的产品,也需要超低时延。

    当前,在传统的人与人通信,甚至人与机器通信时,要求都没有这么高,因为人的反应相对较慢,也不需要机器那么高的效率和精细化。要满足低时延的要求,必须在5G网络建构中找到减少时延的办法??梢栽ぜ?,边缘计算这样的技术将被用到5G的网络架构中。

    低时延还有一个重要应用领域,就是工业控制。这个领域对于时延要求最高,一台高速度运转的数控机床,发出?;拿?,这个信息如果不及时送达,而是有很高的时延,就无法保证生产出的零件是高精密的。低时延就是把信息送达后,机床马上做出反应,这样才能保证精密度。

    低时延需要大量的技术进行配合,需要把边缘计算等技术和传统网络结合起来,对特殊的领域提供特殊的服务与保障。

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