了解正在改变互联世界的愿景和趋势

yumeii

从4G LTE 设备和智能城市，如今行业内有许多关于各种全新物 (IoT)  5G  5G 5G 无人驾驶汽车和智能家居到挽救生命的纳米生物技术联网 应用的热点话题，而 便是将使这些智能连接设备实现美好互联的秘密武器。


构建在 基础之上的新一代 移动网络将悄然而至，凭借无处不在的高速连接引领新一波颠覆性的技术创新浪潮。 将改变整个行业，并从几乎任何地方、在任何设备或传感器上实现灵活的高速大容量互联网连接。


了解推动 5G 愿景的当前趋势


移动通信现在已成为我们关键基础设施和日常生活的重要组成部分，这一点可能显而易见，也许您正在用智能手机通话或发短信而没有注意到。数据流量需求正以惊人的速度增长。根据 2016 年 6 月的《爱立信移动研究报告》，2015 年每月的移动数据流量从每月 3.5 艾字节 (EB) 增加到每月 5.5 EB，增幅达到57%。2011 年以来，这一大幅逐年增长趋势一直稳步持续，部分原因是移动订阅服务的复合年增长率 (CAGR) 达到了 5%，但主要原因是智能手机用户每用户流量的年复合增长率达到了 35%。


我们预计普通智能手机用户每月的流量使用量将从 2015 年的 1.4 吉字节 (GB) 增加到运营商如今面临的挑(2021 年的近 9 GB。)战是如何满足这种日益增长的需求，同时保持每个用户的成本相对不变。为了实现这一点，蜂窝网络必须迅速密集化并创造新的高价值服务，同时最大限度减少运营和资本支出成本。


嘿，请等一等，我们需要的更多！蜂窝网络将转变为所有人与万物互联的中心平台。物联网 (IoT) 和机对机 (M2M) 通信正在帮助推动这一趋势。Gartner 预测，到 2020 年，将有近 210 亿个互联的 IoT 设备，而爱立信则预测，到 2021 年，每月的数据流量将超过 50 EB。


1 太字节 (TB) 约等于 1,000 吉字节 (GB)；1 拍字节 (PB) 约等于 1000 TB；1 艾字节 (EB) 约等于 1,000 PB（或 10 亿 GB）。举例来说，达到正片长度的1080p 高清 (HD) 电影需要约 3 GB 的数据。但是通过提供额外的网络容量来满足需求只是 5G 技术的一个目标。5G 网络的速度也会超快 — 比当今最快的移动网络快 10 到 20 倍。从社交媒体帖子和点播电影到视频通信（比如 Web 实时通信或简称为 WebRTC）和安全监控摄像头，各类视频的使用日益增加，而这一趋势正在推动对移动网络速度的需求。思科的 Visual Networking Index 预测，到 2020 年，移动视频流量将占所有移动数据流量的 75%。


结合高速度，5G 网络的低延迟 — 比如今的移动网络延迟低 50 倍 — 将实现以下 5G 应用：


无人驾驶汽车的安全性及防撞系统远程医疗服务和紧急响应


可实现高清沉浸式交互体验的虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR)


当然，并不是所有的移动应用都需要高速和低延迟。事实上，这突出了将蜂窝网络转变为各种应用和服务的高效平台的主要挑战之一：5G 网络必须可扩展且高效 — 根据不同应用的独特需求，匹配相应的射频 (RF) 和物理层协议。为实现这一转变， G 网络将利用更广泛的频段、功率水平、调制和成帧协议以及空间复用、波束成形和干扰协调技术。从 RF 角度而言，5G 无线电将需要具备宽带、多模和高度集成等特性。


最后，5G 网络将提供无处不在的连接，包括在大型建筑等具有挑战性的环境、工业和制造环境、拥堵地区、偏远地区（陆上和海上）以及飞机、火车和汽车等高速运输环境中（见图 1-1）。



1G 不只是 4G 的逐步改进 — 它是移动通信技术的下一次重大演进，其性能相比当今网络将提升几个数量级。5G 并不会取代 4G，它只是促成 4G 所无法完成的各种任务。4G 网络将继续与 5G 网络同步发展，以支持更多的日常任务。当今世界的国民经济发展由先进的通信网络推动，5G 将实现的服务有待构想。


5G 技术的特性如下：




增强型移动宽带 (eMBB)，需要数百 MHz 的通道带宽，使用新的移动无线频率 — 从 2.5 GHz/3.5GHz 到几十 GHz 乃至毫米波 (mmWave) 频谱


处理数据流，充分利用载波聚合 (CA) 和大规模多/多路输出 (MIMO)


固定无线接入，提供更多选择，让千家万户和公司企业实无线基础设施，使用波束( 20 Gbps 的连接速度。)控制和高功率氮化镓 (GaN)，非常适合于自适应阵列可转向天线


低延迟，可实现实时连接，促进无人驾驶汽车和增强现实/ 虚拟现实的发展


(IoT)，未来十年内可实现 1 万亿台以上设备与互联网连接，数据速率极低，电池寿命超过十年，通信距离图 1-2 比较了 4G 与 5G 技术的性能特点和技术规格





目前，使用案例正处于定义阶段，新的无线电接入技术正在开发中，载波现场试验也正在进行。第三代合作伙伴计划 (3GPP) 标准机构正在协调这些新创意并使其全球化，成为统一的规范。


运营商正采用 LTE Advanced (LTE-A) 朝着 5G 的速度目标大幅迈进（见图 1-3），但仍有许多工作要做。





增强移动无线体验是一个逐步实现的过程，运营商需要进一步扩展和开发 4G 并朝着 LTE-A 技术迈进。运营商目前正在开发软件定义网络 (SDN)、异构网络 (HetNet) 和低功耗网络。最后，到 2019 年及以后，将开始在全球部署 5G 并发布初始商业版（见图 1-4）

阅读全文