5G无线耀眼的未来

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  结论已经做出:5G无线系统将满足所有人的所有需求,允许以当前设备极少的代价,使惊人的大带宽和超低功率无线电设备可随时随地使用。业界学术期刊充斥成功部署的报告,而消费者正等待下一代智能手机把他们送往连通极乐世界。
  这听起来好的令人难以置信,没错,至少从2017年无线通信业的态度来看是如此。由于最终标准尚未获得批准,为在手机制造商和移动系统运营商能够开始大规模部署前有一个共同的标准,需要进行大量令人关注的测试和试验。但像我们所知道的那样,5G将改变无线网络是非常清楚的。


  什么是5G?
  无线网络从1G开始,它使用模拟信道提供话音通信。2G引入数字无线电和短信,一个普及版本是GSM。3G提高数据信道容量到至少200kb/s,通过增强可达兆比特级。4G和4G LTE是目前使用的最先进标准,提供现代化智能手机用于传输流媒体视频、多媒体信息和无数话音连接的功能。


  ITU(国际电信联盟)在2017年11月举行的会议上批准了一批5G系统最低要求(称为ITU-R M.IMT-2020)。这些要求包括:
  ·在一个所有可用资源都可利用的完美环境内,到一个移动电台的峰值下行速率达到20Gb/s;
  ·同样在理想条件下,上行速率达到10Gb/s;
  ·100Mb/s用户体验的下行速率,这是网络范围内的用户95%的时间应遇到的最坏数据率。这为当前很多移动网络设计能提供的数据率的100倍。
  ·50Mb/s用户体验的上行速率,它对无线摄像机及其它应用很重要;
  ·对增强型移动设备用户的4ms整个无线电链路单向时延,它将有助于提高流媒体视频和文件上传/下载的吞吐率;
  ·每平方千米最多100萬同时连接,这意味着支持大批密集的无线、低功率物联网设备将切实可行。
  5G实现所有这些骄人的性能的其中一种方式是使用能够提供30bps/Hz峰值频谱效率下行和15bps/Hz上行的无线电设备,这要求先进的调制方式和天线与强大的数字信号处理相结合。基站密度(每一单位面积基站数量)的改善和毫米波(30-300GHz)信号的使用也是达到5G的一些性能目标所必需的。
  对广播公司的影响
  少量早期参与基于毫米波无线电技术的固网宽带连接的试验之幸运用户已在体验5G技术带来的进步。这些信号(要求工作在直接视线链路上的高增益天线)不能通过物体且可能遭受很大的雨衰。尽管有这些局限,但5G固定无线技术可以使通信公司最早在2018年在一些城市,为在所谓的“数字沙漠”有制作基地的广播公司提供大带宽连接并且向本地环路市场引入更大竞争更容易且比较便宜。
  广播公司越来越多地把带无线回传的便携式摄像机用于新闻、体育和远程事件报道,5G技术带来的进步应对性能有重大影响。遗憾的是,广播公司使用这些系统的能力将被拖延,一直要等到通信公司能够部署在广播公司在要求使用这些技术的这些地区支持它们的基站。大规模部署将不得不等到行业标准确定下来。
  谈到标准,若干委员会正在确定选择哪些技术可以实现5G极高的性能目标。当然,这些决定需要平衡用户和通信公司、专利持有方和厂商的要求,结果是产生一种能够采用未来一两年内可以获得的技术经济地实现的系统。为加速标准进程,3GPP(第三代合作伙伴项目)2017年3月颁布5G NSA(非独立)规范。NSA采用先进的5G无线电技术,但利用4G LTE基础设施,这是为了最早于2018年底推出商业服务的一个举措。完全的5G规范(称为5G SA或独立)可能于2018年晚些时候跟进,包括完全支持物联网设备所需的核心网改进、增强的路由协议及其它进展。
  完成全套标准后,5G成为现实依然有大量工作要完成。芯片设计必须定案,手机厂商必须生产设备,而服务提供商必须部署基站,最可能是从主要的城市中心开始。上述国际电联报告标题中的“2020”不仅是文件号的一部分,而且是真正5G可能实现商业应用的历年。B&P
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