5G的三大情景
國際標准化組織3GPP定義了5G的三大情景。其中,eMBB指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務,mMTC指規模性物聯網業務,URLLC指如自動駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠相連的業務。
根據3GPP的三大場景定義我們可以看出,針對5G,全球通信業的普遍看法是它不但需具備高速度,還應滿足低時延那樣更高的需求,雖然高速度依舊是它一個構成部分。從1G到4G,移動通信的核心是人與人之間的通訊,個人的通訊是移動通信的核心業務。可是5G的通訊不單單是人通訊,而且是物聯網、工業自動化、自動駕駛等業務被引進,通訊從人和人之間通訊,開始轉為人與物的通訊,直到設備與機器之間的通訊。
5G的三大情景顯然對通訊給出了更高的需求,不但要解決一直需要解決的速度問題,把更高的速度提供給客戶;並且對功耗、延遲等給出了更高的需求,一些embb application層面已經徹底超出了對於傳統通信的認知,把更多的應用能力融合到5G中。這就對通信技術給出了更高規定。在這三大場景下,5G具備6大基本特點。
5G的四大基本特性
高速度
相較於4G,5G要解決的第一個問題就是高速度。網絡速度提升,客戶體驗與體會才會有較大提升,網絡才能應對VR/超高清業務時沒有限制,對網速要求很高的項目才能被普遍推廣和應用。因而,5G第一個特點就定義了速率的提高。
其實和每一代通信技術一樣,確切說5G速度究竟是多少是很難的,一方面峰值速度與用戶的具體感受速率不一樣,不同的技術不同的階段速度也會不同。針對5G的基站峰值要求不少於20Gb/s,當然這個速度是峰值速率,不是每一個客戶的感受。隨著新技術應用,這個速度也有提高空間。
這樣一個速率,代表著用戶可每秒鍾下載一部超清電影,也可能適用VR視頻。這樣的高速度給未來對速率有很高要求的項目帶來了機會和可能。
泛在網
隨著業務的發展,網絡業務必須包羅萬象,普遍存有。這樣才能適用更豐富的項目,才能在繁雜的畫面中使用。泛在網有兩個方面的內涵。一是普遍覆蓋,一是深度覆蓋。
普遍是指我們社會生活的各個地方,必須廣覆蓋,之前高山峽穀就不一定必須網絡覆蓋,因為生活的人很少,可是如果能覆蓋5G,能夠大量布署感應器,開展環境、空氣質量甚至地貌變化、地震的檢測,這便非常有價值。5G能夠為大量這種運用提供網絡。
深度是指生活當中,盡管已有網絡部署,但是需要進到更高質量的深層覆蓋。我們今天家裏已經有了4G網絡,可是家裏的洗手間可能網絡速度不太好,地下停車庫基本沒信號,目前是可以接受的情況。5G的來臨,可把以前網絡質量不好的洗手間、地下停車庫等都用很好的5G網絡普遍覆蓋。
一定程度上,泛在網比高速度還重要,只是建一個少數地區覆蓋、速率很高的網絡,並無法保證5G的服務與感受,而泛在網才是5G體驗的一個基本前提。在3GPP的三大情景沒有講泛在網,可是泛在的要求是隱含在所有場景下的。
低功耗
5G要支持規模性物聯網應用,就必須得有功耗的需求。這些年,可穿戴產品有一定發展,可是遇到很多瓶頸,最大的瓶頸是感受較差。以智能手環為例,每日充電,甚至不到一天就需要充電。全部物聯網產品都要通訊與能源,盡管今日通訊能通過多種手段完成,可是能源的供應只能靠電池。通訊過程若耗費大量能量,就難以讓物聯網產品被客戶普遍接受。
如果能把功耗降下去,讓大部分物聯網產品一周充一次電,甚或一個月充一次電,就能大大改善用戶體驗,推動物聯網產品的高效普及。eMTC基於LTE協議演變而成,為了更加適合物與物之間的通訊,也為了更低的成本,對LTE協議進行了剪裁和優化。eMTC基於蜂窩網絡開展布署,其客戶設備根據適用1.4MHz的射頻和基帶帶寬,能直接連接已有的LTE網絡。eMTC適用上下行較大1Mbps的峰值速率。而NB-IoT搭建於蜂窩網絡,只耗費大概180kHz的帶寬,可直接布署於GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低布署成本、完成平滑升級。
NB-IoT其實基於GSM網絡和UMTS網絡就可以開始布署,它不需要和5G的關鍵技術那般需重新建設網絡,可是,雖然它布署在GSM和UMTS的網絡上,還是一個再次建設的網絡,而它的能力是大大降低功耗,也是為了滿足5G針對低功耗物聯網應用場景的必須,和eMTC一樣,是5G網絡體系的一個構成部分。
物聯網
傳統通信中,終端是十分有限的,固定電話時代,電話是以群體為定義的。而手機時代,終端數量擁有極大暴發,手機是按個人運用來定義的。到了5G時代,終端不是按人來定義,由於每人可能擁有多個,每個家庭可能擁有多個終端。
2018年,中國挪動終端用戶已經達到14億,這當中以手機為主。而通信業對5G的願景是每一平方公裏,能夠支撐100萬只移動終端。將來連接到網絡中的終端,不僅是我們今天手機,還會有更多千奇百怪的商品。可以說,生活當中每一個商品都可能會根據5G連接網絡。我們的眼鏡、手機、衣服、褲帶、鞋都可能會連接網絡,變成智能產品。家裏的窗門、門鎖、空氣淨化機、新風機、加濕器、空調、冰箱、洗地機都會進到智能時代,也通過5G連接網絡,我們的家庭變成智慧家庭。
而社會生活中大量以前不可能聯網的機器也將進行聯網工作,更為智能。車輛、井蓋、電杆、垃圾箱這些公用設施,之前管理起來非常難,也很難做到智能化。而5G能讓這些設備都成為智能產品。
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雖然5G將有助於在邊緣實現人工智慧推理,但它也將在將數據從設備傳輸到中央雲以訓練或完善人工智慧模型方面發揮作用. 例如,聯網車輛收集的真實路况數據可以改善基於雲的地圖服務.