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8秒就花300块 带你看清未来5G移动网络

2015-03-13 10:18 · 稿源:泡泡网

如何提高互联网接入速度一直是各国运营商所研讨的重点课题,从80年代初的模拟信号到现在的4G移动网络即将普及,数据交换速度已经有了质的飞跃。人们对于速度的追求是永无止境的,虽然在大众的眼里4G已经足够快,但科学家实际上早就开始了针对下一代通讯技术的研究,今天我就带大家看一看未来5G移动网络的大致面貌。

什么是5G移动网络?

很多人可能一上来就有这个疑问,什么是5G移动网络? 大家可能已经知道,这里的 G 是 Generation(代)的意思,所以5G是第五代移动通讯技术。

从手机的出现一直到现在移动网络遍布各个角落,数据的传输经历过多种方式的演进。最初只有模拟音频信号,从90年代才开始演变为数字信号,以 GSM/GPRS和EDGE 为主的 2G 服务成为主流。进入21世纪,3G的出现带来了下行速率上极大的飞跃,从Kbps级别直接跃升至Mbps级别,WCDMA制式以及后续的HSPA几乎和家用宽带的速率对等。

4G时代来临后,FDD和TD两种工作方式的LTE网络成为了人们热议的焦点,在全球200多个国家采用FDD LTE的情形下,国内当局则首先为三家运营商发放了TD牌照,不得不认为是扶持在3G时代落下脚步的中国移动。虽然近期工信部为联通和电信发放了FDD牌照,但终归还是迟了点。

不过这种格局将在5G时代有所改变,因为5G网络有很大可能性会统一网络制式,或者说在当前4G模式不便的情况下,纳入WLAN 802.11ax(也就是802.11ac Triple E)作为辅助工具,利用MU-MIMO(多用户多入多出)技术改善网络资源利用率,为移动互联网终端提供互不干扰的接入平台。这个接入平台的标准化最快将于明年年初公布,国内的进展也时分迅速,目前正由大唐电信带领各大研发机构进行深度探讨。

虽然目前来看5G没有一个确定的制式或标准,但5G预计会带来1Gbps+的下行速率以及更低的延迟和更高的可靠性。

5G网络利用了哪些技术?

上文提到,5G网络很有可能采用LTE的基础架构不变,那么这里首先要介绍一下两种LTE(TDD/FDD)的传输模式。

TDD指代时分双工,也就是说上下行传输在同一频段上按照时间分配交叉进行;而FDD则是频分双工,即上下行分处不同频段同时进行。相比于TDD而言,FDD在延时上更具优势,而TDD则在频谱利用率上比FDD更高,在人口密集的地区,TDD相对承载能力更强。

由于5G时代将FDD和TDD频谱统一,所以如何最大化频谱资源利用率必将成为5G研发者要考虑的因素。其中SCMA(Sparse Code Multiple Access 稀疏码多址接入)、PDMA(图分多址接入)、NOMA(非正交多址接入)成为可扩大资源利用率的三大技术候选,其中前两者非别由华为和大唐电信提出。

同时,5G时代还需依托于超密度网络(Ultra-Dense Network)以及大规模多入多出(Massive MIMO,如上图)和(All Sequence Access)全频接入技术,除了要让更多的设备能够在同一基站覆盖区域同时使用,还将让一个设备支持多种频段的数据信号传输。

除了主要技术,还有许多很有潜力的技术能够纳入最终的5G标准当中,譬如FBMC(滤波器组多载波系统)、F-OFDM(正交频分复用技术),这些都能为5G网络的可靠性做出贡献。

5G网络带来了哪些优势指标?

介绍完技术层面,接下来就要探讨一下5G相比于现在的网络能为用户带来哪些优势。先来看一下5G在未来的使用场景:

主要分为三大类:智能手机及可穿戴领域、云计算和智能家电领域、工农经济医疗领域。综上基本上涵盖了所有人类可以接触到的环境,也就是物联网的整个范畴。如果5G网络能在所有这些使用场景中覆盖,则需要做到以下几点:

●  高速率

这一点不用多说,在现如今的4G标准下,LTE-Advance Cat.6 等以上标准已经可以达到300Mbps甚至更高的速率,而5G的下行速率至少为1Gbps。日前英国科研团队已经在实验室中达成了1Tbps的下行速率,约合目前4G标准速度的6万倍(点击查看),每秒可传输30部蓝光电影。虽然正式商用的5G可能没有这么夸张,但轻松突破USB 3.0的传输速度极限还是很有可能的。

●  低延时

延时是阻碍物联网中智能汽车、智能医疗和智能工业领域发展的劲敌,高延时不仅会造成数据传输时效性降低,还会影响安全。

以智能汽车为例,人类的制动反应时间大概在500ms左右,如果汽车以60Km/h的行进速度行驶,遭遇紧急情况时人往往会在车多行进8米后才进行刹车动作。而5G则要将延时降低到1ms,智能汽车主动减速的安全性就提高很多。

●  高承载力

不知道大家是否遇到过这种场景:参加大型体育赛事或演唱会时,想分享照片却发现怎么发也发不出去?其实这就涉及到了基站的承载力问题。在进行一些人群密集的公共活动时,三大运营商往往会派驻移动基站来暂时提高所在区域的网络承载力。

5G标准将把每平方千米的承载力提高到106级别以上,即可以同时让1,000,000台以上的设备连接网络,并保证速度和畅通。而且它所消耗的能源还要尽量的少,达到环境友好标准。

综上就是5G网络具备的优势,在未来的5G网络环境下,人类基本可以实现“零”延时上网、“零”缓冲观看流媒体等体验,非常令人期待。

5G网络的资费如何计算?

最后就要聊一聊资费的问题,众所周知,网络制式每升级一次,运营商的套餐就会贵上那么一点。而5G网络的套餐会有多么贵呢?如果按5G最低标准的速度——1Gbps来看,那么你8秒就可以消耗完1GB的流量。按联通3MB流量1块钱的标准,你在这8秒内就花了341元之多,这也是本文标题的来历了。

不过终归是个玩笑,在5G网络商用时,如何合理的制定流量资费标准确实是一个问题。理想状态下,由于低延时和高可靠性,语音电话和SMS短信可能会消亡。取而代之可能是限时不限量的套餐或限量不限时的套餐。还有一种可能,就是运营商会限制不同资费区间的5G接入速度,付出最多的用户才能享受到最快的5G网络。

总结

说了这么多,大家应该对未来的5G有了一定了解,距离它的正式商用还有几年的时间,在这几年中,手机也会伴随着网络研发的深入产生一些变化,但产品的大致方向不会变,始终是轻量化、虚拟化。也许过不了多久,虚拟现实设备就能取代手机,成为人们每天必备的高科技产品。但这一切都归功于互联网的高速发展,相信不久的将来,人们就可以迈进万物联网的智能时代。

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