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5G:万能连接的王者

5G(第五代移动通信)的提法沿袭了传统上的2G、3G和4G移动网络技术,是下一阶段的移动通信技术标准。2016 年6 月ITU (国际电信联盟)公布了5G 技术标准化的时间表,我国工信部提出力争在 2020 年启动 5G 网络商用的目标,全球主要经济体美国、欧盟、日本和韩国也都已启动5G 相关研发工作。

2G 是第二代手机通信技术规格,以数字语音传输技术为核心。一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息;只具有通话和一些如时间、日期等传送的手机通信技术规格。2G 技术基本可分为两种,一种是基于 TDMA 所发展出来的以 GSM 为代表,另一种则是CDMA规格,复用(Multiplexing)形式的一种。

● GSM(Global System for Mobile Communications,全球移动通信系统)是由欧洲电信标准组织ETSI制定的一种数字移动通信标准。它的空中接口采用时分多址技术。自 20 世纪 90 年代中期投入商用以来,被全球超过100个国家采用。GSM 是应用最为广泛的移动电话标准。

3G 即第三代移动通信技术,是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。3G 服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百KB/s 以上,目前 3G 包括三种标准:CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

● WCDMA,全称为 Wideband CDMA,也称为 CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,是基于GSM网发展出来的3G 技术规范,是欧洲提出的宽带 CDMA 技术,支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商。

● CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,它是由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent 和后来加入的韩国三星都有参与,使用CDMA的地区只有日、韩和北美,所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。

● TD-SCDMA,全称为Time Division-Synchronous CDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准,1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出,但技术发明始于西门子公司,TD-SCDMA具有辐射低的特点,被誉为绿色3G。由于中国内地庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,相对于另两个主要3G标准即CDMA2000和WCDMA,它的起步较晚,技术不够成熟。

4G是指第四代移动通信技术。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式,能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100MB/s以上的速度下载,能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

5G和物联网是数字化时代密不可分的两大技术,5G的发展能够支撑物联网实现“万物智联”的远景目标,在国内外各大厂商和运营商眼中,5G已经是必不可少的战略布局之一。在万物智联的背景下,设备连接数量将出现高速增长,由此会带动大规模的数据流量爆发,这就让用户对带宽体验有了前所未有的高要求。在以往的 3G 和 4G时代,单纯的移动互联网场景,无论是个人用户还是企业用户,不同终端对带宽的要求差距并不明显。

但在万物智联的时代,各种设备都被连接入网,彼此的数据上传、下载和网络延时要求都千差万别,网络需要更加智能化。例如,个人用户使用的VR设备,必须保证须绝对低时延,才能提供良好的场景体验效果,同时不会有眩晕的感觉。当前的网络技术,并不能很好地满足物联网对于连接速率、网络延迟等技术要求,而5G能够成为“万物智联”场景的重要载体,5G 采用包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构在内的一组关键技术,可以满足各种物联网场景下差异化的需求。

2017年年初,全球领先的3G技术规范机构3GPP SA WG1召开会议,完成了3GPP首个5G规范标准:《第五代移动通信系统的业务需求》。该规范包含了 5G 性能目标和基本功能的要求:5G应支持固定、移动、无线和卫星接入技术;5G 应是一个可扩展的、可定制的网络,可以根据需求为多类服务及垂直市场定制(如网络分层、网络功能虚拟化);5G应为低数据物联网业务及高比特率多媒体业务提供更优质的资源利用效率;能源效率和电池的功率优化;5G 应为第三方ISP及ICP开放能力,如可使它们管理网片切片,并在移动通信运营商的业务托管环境中部署各种应用;5 G应能支持通过中继U E(用户终端)把远端 UE 连接至 5G 网络,并应能保持直接连接和间接连接的连续性。

5G的三大应用场景

3GPP还定义了5G应用的三大场景:eMBB移动宽带增强、mMTC大规模物联网、uRLLC 超高可靠超低时延通信。其中 eMBB 主要是为了服务于 3D 和超高清视频等大流量移动宽带业务,这将会刺激当前消费端最为激烈的视频业务发展,同时也会应用于工业互联网的视频展示场景,将会产生海量的数据。而mMTC是服务于大规模物联网业务,能够支持物联网背景下大量的连接和自动化控制应用场景,当前传统基站用户接入范围也就仅仅数个到数十个而已,而在5G 时代一个基站通过海量连接可以实现成千上万终端接入,保证某一个区域内多终端的顺利通信。uRLLC服务于无人驾驶、车联网、工业自动化等需要低延时、高可靠连接的业务,这项技术最主要的特点是拥有超低时延和微秒级响应能力,非常适合于无人驾驶和远程医疗手术等对时延要求极高的场景。

3GPP定义的5G的三大应用场景,第一个是个人端的数字化视频服务,后两个则是物联网应用场景,5G 本身具备完备的网络连接技术,因此将成为物联网大规模普及的重要技术支撑,而物联网也将会是5G在数字化时代的重要应用场景。根据HIS Markit市场分析,预测到2035年,全世界由5G 拉动的潜在市场规模将达到12.3万亿美元,涉及多个行业领域,约占当年全球实际总产出的4.6%。 yvk4B7CQt80gI3ehMryJnAiGvYgVCgVLVg2Gk3qxN7fJ66RAZGM7irBFaUVo6VGb

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