OFweek光通信網(wǎng)訊 5G將是一個(gè)全球的標(biāo)準(zhǔn)，這點(diǎn)與4G類(lèi)似。世界上很多國(guó)家和地區(qū)都開(kāi)始了對(duì)5G發(fā)展的細(xì)致規(guī)劃與推進(jìn)，例如歐盟的METIS項(xiàng)目、中國(guó)的IMT-2020、韓國(guó)的5G Forum、日本的ADWICS。這些項(xiàng)目和計(jì)劃由浩繁的電信運(yùn)營(yíng)商、體系設(shè)備廠家、終端廠商、研究所和大學(xué)共同參與。

　　與前4代不同的是，5G的應(yīng)用十分多樣化。峰值速率和平均小區(qū)頻譜服從不再是的要求。除此之外，體驗(yàn)速率、連接數(shù)、低延時(shí)、高可靠、高能效都將成為體系設(shè)計(jì)的緊張考量因素。應(yīng)用場(chǎng)景也不只是廣域覆蓋，還包括密集熱點(diǎn)、機(jī)器間通訊、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、大型露天集會(huì)、地鐵等。這也決定了5G中的技術(shù)是多元的，不會(huì)像前幾代的每一代都有唯逐一個(gè)標(biāo)志性的技術(shù)。

　　5G應(yīng)用和關(guān)鍵性能指標(biāo)

　　面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)，將來(lái)5G的目標(biāo)是達(dá)到類(lèi)似天康光纜網(wǎng)速的用戶(hù)體驗(yàn)。而對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，5G體系應(yīng)該支撐多種應(yīng)用，如交通、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、金融、建筑、電網(wǎng)、環(huán)境珍愛(ài)等，特點(diǎn)都是海量接入。圖1是5G在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一些重要應(yīng)用。

　　數(shù)據(jù)流營(yíng)業(yè)的特點(diǎn)是高速率，耽誤可以為50ms~100ms；交互營(yíng)業(yè)的延時(shí)為5ms~10ms；實(shí)際加強(qiáng)和在線游戲必要高清視頻和幾十毫秒的延時(shí)。到2020年，云存儲(chǔ)將會(huì)匯集30%的數(shù)字信息量，意味著云與終端的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)速率達(dá)到天康光纜級(jí)別。

　　在物聯(lián)網(wǎng)中，有關(guān)數(shù)據(jù)采集的服務(wù)包括低速率營(yíng)業(yè)，如讀表，還有高速率應(yīng)用，如視頻監(jiān)控。讀表營(yíng)業(yè)的特點(diǎn)是海量連接、低成本終端、低功耗和小數(shù)據(jù)包；而視頻監(jiān)控不僅要求高速率，其部署密度也會(huì)很大。控制類(lèi)的服務(wù)偶然延敏感和不敏感的，前者如車(chē)聯(lián)網(wǎng)，后者包括家居生活中的各種應(yīng)用。

　　除了用戶(hù)體驗(yàn)速率、流量密度、連接數(shù)密度、時(shí)延（端到端）和移動(dòng)性等KPI定義，5G需求還包含了3種服從：小區(qū)平均頻譜服從，單位是比特/秒/赫茲/小區(qū)，或是比特/秒/赫茲/平方公里；能效百度seo優(yōu)化，單位是比特/焦耳；成本服從，單位是貨幣單位/比特。

　　5G的需求列舉了如下幾大應(yīng)用場(chǎng)景：密集居住區(qū)、辦公室、商場(chǎng)、體育館、大型露天集會(huì)、地鐵體系、火車(chē)站、高速公路和高速鐵路。對(duì)于每一種應(yīng)用場(chǎng)景，又有不同的營(yíng)業(yè)類(lèi)型組合，例如圖1中的14種營(yíng)業(yè)的其中一種或幾種，在各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中的比例隨用戶(hù)比例而各異。經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)算，可以得出一些典型場(chǎng)景的關(guān)鍵性能指標(biāo)。

　　四大典型部署場(chǎng)景

　　5G中比較緊張也更好量化的性能指標(biāo)有三個(gè)：一是室外100Mbps和熱點(diǎn)地區(qū)1Gbps的用戶(hù)體驗(yàn)速率；二是相比4G要有10~100倍的連接數(shù)和連接密度的提拔；三是空口時(shí)延在1毫秒以?xún)?nèi)，端到端時(shí)延在毫秒級(jí)。5G關(guān)鍵性能指標(biāo)及潛在技術(shù)如圖2所示。

　　從部署角度看，5G可分出4大典型部署場(chǎng)景，能夠與技術(shù)更緊密地掛鉤。這四個(gè)場(chǎng)景分別是：宏覆蓋加強(qiáng)、超密集部署、物聯(lián)網(wǎng)和低時(shí)延/高可靠。

　　——宏覆蓋加強(qiáng)場(chǎng)景

　　在這個(gè)場(chǎng)景，所用的頻段多半是低頻的垃圾桶，宏小區(qū)的覆蓋半徑可達(dá)數(shù)公里。實(shí)現(xiàn)100Mbps的用戶(hù)體驗(yàn)速率的性能指標(biāo)較有挑釁性。在這個(gè)場(chǎng)景中，不同用戶(hù)到基站的路損差異很大，使得信噪比差別也很大。宏站上一樣平常許可布置很多天線。連接數(shù)，即使是人與人之間的通訊用戶(hù)數(shù)也十分大。因此比較適合的技術(shù)包括：大規(guī)模天線、非正交傳輸，以及新型調(diào)制編碼。這些技術(shù)一樣平常情況下可以較好地共存，即復(fù)合使用，總的增益近似等于各個(gè)技術(shù)所帶來(lái)增益的疊加。

　　——超密集部署

　　5G的應(yīng)用場(chǎng)景很多是與密集部署相干的，如辦公室、密集城市公寓、商場(chǎng)、露天集會(huì)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館。這種場(chǎng)景下的用戶(hù)體驗(yàn)速率要求是1Gbps。很顯明，用戶(hù)的密度在典型面積下相稱(chēng)高，可以在室外或是室內(nèi)。小區(qū)的拓?fù)渫庑纬尸F(xiàn)高度的異構(gòu)性和多樣性，有宏小區(qū)、細(xì)小區(qū)（Micro cell）、毫細(xì)小區(qū)（Pico cell）、微細(xì)小區(qū)（Femto cell）。它們的發(fā)射功率、天線增益、天線高度也天差地別。適合的潛在技術(shù)有高級(jí)的干擾和諧管理、假造小區(qū)、無(wú)線回傳、新型調(diào)制編碼、加強(qiáng)的自組織網(wǎng)絡(luò)等。對(duì)于室內(nèi)部署，還可采用高頻通訊來(lái)加強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)，降低小區(qū)間干擾。高頻的短波長(zhǎng)性子使得大規(guī)模天線陣列更容易部署。

　　——機(jī)器間通訊場(chǎng)景

　　這個(gè)場(chǎng)景的最大挑釁是支撐海量的終端。這也意味著每一個(gè)機(jī)器終端的成本要遠(yuǎn)低于一樣平常的手機(jī)終端。功耗方面也得充足低，以保證電池幾年不耗盡。覆蓋還應(yīng)該十分魯棒，能夠到達(dá)地下室。潛在的技術(shù)包括窄帶傳輸、控制信令優(yōu)化、非正交傳輸。窄帶傳輸能有用降低設(shè)備費(fèi)用并加強(qiáng)覆蓋�？刂菩帕顑�(yōu)化可明顯降低控制信道的開(kāi)銷(xiāo)。非正交傳輸支撐多個(gè)終端同時(shí)同頻共享無(wú)線資源，其接入過(guò)程可以是競(jìng)爭(zhēng)式的，從而有用降低控制信令開(kāi)銷(xiāo)。

　　——低時(shí)延和高可靠場(chǎng)景

　　低時(shí)延和高可靠是幾種應(yīng)用共同的要求。例如在某些制造工業(yè)中的機(jī)器間通訊，毫秒級(jí)的延時(shí)會(huì)緊張影響產(chǎn)品質(zhì)量。在智能交通體系，毫秒級(jí)延時(shí)和近乎為0的檢測(cè)率是硬性要求，否則無(wú)法避免交通事故。此種場(chǎng)景的潛在技術(shù)有物理幀的新設(shè)計(jì)、高級(jí)的鏈路自適應(yīng)。終端縱貫技術(shù)也可降低端到端的時(shí)延。