由于物聯(lián)網尤其是互聯(lián)網汽車等產業(yè)的快速發(fā)展,其對網絡速度有著更高的要求,這無疑成為推動5G網絡發(fā)展的重要因素。因此無論是加拿大政府還是全球各地,均在大力推進5G網絡,以迎接下一波科技浪潮。
信息和通信技術(ICT)產業(yè)已經進入第四個升級周期,而其中的每一輪技術升級都獲得了成功;2G 與 3G 的成功以及當下4G 的前景正在促成人們對新的 5G 移動通信系統(tǒng)達成共識。這些移動通信技術的成功興起推動傳統(tǒng)電話由固定向移動的轉變,并且已經把互聯(lián)網(Internet)帶入每一個終端用戶的手中。新一代的移動系統(tǒng)讓人感到大不相同。全世界都對5G 的發(fā)展充滿信心,甚至市場宣傳也是不遺余力,雖然5G才剛剛有了路線圖。這與當初申請“4G”來命名LTE就受阻,直到3GPP版本10(Release 10)才扭轉抗拒心態(tài)大相徑庭。
我們現(xiàn)在依然還是在一塊空白的畫布上描繪這樣一個系統(tǒng),而它作為“5G”有朝一日會成為一個小的圖標出現(xiàn)在我們的智能手機(或類似的設備)上。既有的歷史是否能幫助我們預測這樣的系統(tǒng)究竟會是什么樣子?事實上,2G 是關于全球的語音通信,3G 提供了語音和數據服務,4G 則是支持語音、數據以及各種應用。5G會是什么樣子呢?
我們曾經見證了移動網絡逐漸成為不可或缺的社交基礎網絡,深入影響著我們的日常生活并促進著數字化經濟的發(fā)展。這一趨勢在5G 時代將進一步擴展,提升用戶體驗并以信息和通信技術助力工業(yè)生產,而物聯(lián)網(Internet of Things)將演變?yōu)樾碌姆妒健?/p>
關于這一技術路標的可靠的翔實細節(jié)已然開始顯現(xiàn)。由人民郵電出版社出版的《5G移動無線通信技術》一書,詳細講述了5G將會主要在以下3 個方面獲得規(guī)模化應用。
首先,我們需要相當傳統(tǒng)地在基于LTE的版本10(R10)的4G能力基礎上大規(guī)模提升速率。6GHz 以下的頻譜在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)頻段內十分稀缺,而提升頻譜效率變得更為艱難。唯一的出路似乎只有通過在系統(tǒng)設計中采用新的方法,例如大規(guī)模天線、毫米波通信、中繼技術、網絡編碼,以及一些更先進的干擾管理和移動性管理技術等。早期的原型和研究顯示,這些方法是可行的。
這個世界正開始以一種更為互動的方式消費如視頻節(jié)目在內的媒體內容,而展望以虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)為代表的浸入式體驗帶來巨大的挑戰(zhàn)與前景。這對移動系統(tǒng)提出了很高的要求;海量的數據要根據需求提供給用戶,而終端用戶同時也可以成為海量信息的制造者。這些需求不僅僅影響著空中接口的容量,也會促使傳輸網絡和云系統(tǒng)的重構,以形成更為分散式的拓撲結構,拓展成為融合的移動核心網,伴隨著以各種形式分散到無線邊緣的存儲和計算能力。
其次,我們毫無懸念地需要在我們試圖連接的物聯(lián)網中使用海量規(guī)模的設備。5G將會在確保形態(tài)、性狀各異的無數設備的通用連接性方面承擔一個至關重要的角色。事實上,早前的系統(tǒng)設計并沒有提供物聯(lián)網所需的功能,這也許正是5G希望能差異化并獲取優(yōu)勢的一個絕佳機會。
再次,令人激動的是移動通信技術必須關注關鍵性問題,清楚地表達出究竟需要提升多少往返時延(RTT)和系統(tǒng)可靠性。這將有力地支持正在興起的可感知互聯(lián)網(Tactile Internet)、生產與工業(yè)過程控制、基礎能源、智能交通系統(tǒng)和這些領域所衍生出的其他令人目眩的應用。而許多系統(tǒng)設計中的巨大變化是這些得以實現(xiàn)的必要條件。特別是,實現(xiàn)超低的端到端時延的前提是我們需要對無線的空中接口和系統(tǒng)架構進行重新設計。例如針對媒體內容交付,設計者需將計算以及存儲能力的部署盡可能地靠近終端用戶。
所有這些方法將經歷嚴格的標準化工作。在第19屆世界頻譜大會(WRC-19)期間,這些工作及圍繞 IMT-2020,但并不限于已經一致認可的討論主題將要開始。這將確保全球在共有頻段、共有標準以及面向需求、能力和性能的通用框架方面達成協(xié)同一致。大量的5G 自發(fā)活動將吸納眾多關于5G是什么的不同想法,并已然形成一個5G概念方面的共識。盡管3GPP已經并將繼續(xù)追蹤有關機器類通信(MTC,Machine-Type Communications)的需求,眾多的物聯(lián)網細分市場所導致的需求中的差異性還將繼續(xù)存在,并在未來的標準中被逐一應對。
盡管我們并不完全了解5G 的每一個用例,但對此我們并不擔心,正如某位首席執(zhí)行官(CEO)最近所指出的:“我們在互聯(lián)網被真正意義上廣泛使用前就開始了3G的開發(fā),我們在 iPhone手機來到我們身邊之前就開始了4G。”因此,這是一個開始5G的完美時刻。