5G三大需求与三大场景

2022-05-17 11:20:51 Hyd2021


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5G三大需求

三大场景

    随着移动互联网的爆发,越来越多新的应用形式,包括高清、超高清、VR/AR等不断涌现,移动互联网的流量大增。同时,随着共享自行车、视频监控等应用的蓬勃发展,窄带物联网已经无法满足物联网业务的发展需求,网络带宽和连接数亟待进一步扩展。 此外,车联网、工控网络的发展对移动网络延迟提出了更为严苛的要求,要求网络提供媲美光纤的延迟体验,对大带宽、大连接、低延迟的下一代移动通信网络的需求越来越强烈。

    与此同时,随着通信4.0的推进,信息技术与通信技术深度融合,越来越多的信息技术包括云计算、虚拟化等,将不断为通信技术所用,促进传统通信网络向软件化、服务化转型。此外,人工智能迅猛发展,不断向网络领域渗透,使网络的智能化成为可能。信息技术、人工能和移动通信等新科技的胜合创新催生了第五代移动通信技术。


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5G三大需求


01.用户需求

    移动互联网和物联网是2020年和末来信息通信技术产业的主要发展方向。在未来,无线将成为连接的主要方式,用户对移动通信的期望会更高,用户需求会更加多样化。

    移动互联网主要以人的需求为本,更注重用户的体验质量。随着移动终端媒体交互能力的不断增强,高清/超高清移动视频、3D(三维)视频、VR/AR等丰富的商业应用层出不穷。移动互联网用户希望获得身临其境的视听效果,享受实地感受的商业体验,这就要求5G网络提供可与光纤媲美的接入速率。同时,用户还期望5G网络能够带来实时的在线体验,在多人在线游戏、远程视频通话等业务中,他们希望感知不到任何网络延迟。此外,移动通信在未来的应用场景也将越来越广泛。在高铁、汽车、地铁等高速移动环境中,在体育场、大型露天集会等超高密度场景中,移动互联网用户希望获得一致的服务体验, 这就需要5G网络在这些特殊的场景中可以提供同样出色的服务。

02.业务需求

    下一代移动通信网络将进人超连接时代,移动通信服务和应用形式将彻底改变。除了传统的语音、短信、数据通信外,大量的新型服务和App层出不穷。未来5G的主要服务可以分为两大类:移动互联网服务和物联网服务。基于3GPP的服务分类,移动互联网服务可以分为流媒体类、会话类、交互类、传输类和消息类,物联网服务主要分为采集类和控制类。

    随着移动终端媒体传输能力的不断增强,流媒体和会话服务将在超高清、3D领域继续发展。诸如高清视频和VR等服务对5G网络提出了更高的挑战,要求更高的用户体验速率,如12K (2D)的未压缩视频传输速率为50Gbps",经过压缩后,其传输速率需要达到250Mbps,而且要求更低的时延。

    类似云存储的传输服务和OTT (运营商之外的第三方服务商通过互联网向用户提供各种应用服务在未来也将成为主流应用。据IDC(国际文献资料中心)统计,到12020年,全球30%的数字信息将存储在云中。这一趋势给sG网络带来的挑战主体现在大数据传输、 高流量密度和信令开销方面,需要sG网络能够达到光纤的速度体验,满足密集场景中产生的巨大流量。

03.运营需求

    传统的网络运营是被动式运营,通常是当网络发生故障、出现拥塞等场景时,通过网络的监控告警等信息,进行网络设备的更换等。5G支持超大连接、超高带宽、超低时延,在5G时代,传统的被动式运营已不能满足发展需求,亟待通过主动式运营解决如下问题。

网络能效和网络成本方面的问题

    未来移动互联网和物联网将爆发式发展,运营商网络需要为海量的终端设备提供相当于目前网络流量约1000倍的业务流量,因此不断提高的网络能效、不断降低的网络成本、更加简单的网络部署和维护将至关重要。

智能管道优化小流量包处理机制相关问题

    目前,现有的移动通信网络设备如小站和室分设备缺乏自动化的手段实现实时监控与动态控制,这导致运营商对于现有的各种网络资源的使用情况无法进行实时、全面、精确的管控和自动化的运维。相关功能他切需要在新代移动通信系统中定义。

    另外,现有的移动通信网络对信令风暴的处理能力仍显不足。大量4G移动互联网用户频繁发送小包数据,比如微信的简短聊天,但4G 网络现现有机制在发送小包时通常会产生大量的信令令交互数据,网络开销大收效小。因此,需要优化网络实现机制,在新代移动通信系统中降低小包发送带关带来的大量的信令交互过程。

多网融合的需求

    目前2G、3G、4G、WLAN (无线局域网)多网共存,这增加了运营商建设和维护的成本,同时,多网络间互操作复杂且降低了用户休验。5G需要加强多网融合能力,需要促进3GPP制式与非3GPP制式的协作甚至融合,需要促进TDD/FDD的融合,使融合后的5G网络能够在降低各类运营商(包括传统运营商、新型运营商、虚拟运营商)网络成本的同时,实现用户选择性能最佳的网络而无须用户干预,为不同的业务和用户提供无缝体验。

基于业务需求和用户行为的网络智能优化

    传统的1G、2G、3G、4G均以面向人的网络为主,网络模型和参数相对单一。未来的网络要支持蓬勃发展的移动互联网业务和物联网业务,网络模型和参数将进一步多元化。5G需要增强对用户的业务类型及使用习惯的智能感知能力,并结合云计算和大数据对用户行为与业务特性进行分析,从而进行相应的网络参数和配置的自动化调整与优化,并为差异化的定价提供可能。

灵活有效利用所有可能的非连续频谐,以满足不同的通信场景需求

    5G频谱资源碎片化情形进一步增加。面对众多的碎片化质段,无线网络应支持根据差异化业务应用特征灵活选择最佳频率和资源组合,在可用频率中选择适用频谱,以便于支持不同场景的业务需求,提供最佳业务体验,提供有服务质量保障、低成本、低能耗的可靠服务。


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5G三大场景


    根据国际电信联盟的愿景,5G面向eMBB (增强移动宽带)、mMTC (大规模物联网)、uRLLC (超高可靠超低时延通信)三大场景,全面提升包括峰值速率、移动性、时延、体验速率、连接数密度、流量密度和能效等能力,同时满足“人与人通信”和“物与物连接”的需求。5G还将与超高清视频、VRAR、车联网、工业互联网等垂直行业相结合,渗透到社会的各个领域。

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eMBB

增强移动宽带


    eMBB指的是增强移动宽带,其核心含义是在现有的移动宽带业各场景的基础上,进步提升用户 数据体验速度。4G的平均用户体验速度下行为30- 50Mbps,用手机下载一部500M的视频通常需要几分钟,用户体验较好。4G的平均用户体验上行为68Mbps,用4G做上行数据包传输,尤其是当进行4K、8K0高清视频直播的时候,4G根本无法满足用户需求。而5G的eMBB上行用户体验速度可以达到50Mbps以上,完全可以支持4K、8K高清视频直播,进而大大提升用户体验。

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mMTC

大规模物联网


    mMTC指的是大规模物联网。5G每平方公里可以支持100万的连接数,这完全突破了传统的人与人之间的通信,使人与物、物与物的大规模通信成为可能。5G除了支持海量连接外,还可以支持丰富的物联网终端类型,比如仅有主叫没有被叫的物联网终端,或仅在固定间隔周期监听被叫的终端等。此外,针对很多物联网终端仅能使用电池供电,尽可能降低终端功耗的需求,5G在协议设计上简化连接模型,最大限度地降低物联网终端的功耗。

好时巧克力

  好时巧克力工厂在巧克力罐子里放了个温度传感器,以此调节巧克力浆的温度。流水线上也多添加了各种传感器,好时分析了来自物联网传感器的几十万颗巧克力的数据,构造了巧克力冷却模型,因此能更好的调配巧克力原料的投入和控制冷却。单罐巧克力就能节省50万美金。

劳斯莱斯

   劳斯莱斯,著名飞机引擎生产商(虽然大家对他的印象主要在豪车)。他们在引擎内部放置了不少传感器,能自动检测引擎运行情况,引擎寿命,以此减少故障,方便维修。甚至能更好的安排油量使用,提高引擎效率。

英国国家电网

   英国国家电网,因为不少设备如风力发电机是在荒郊野岭独自工作,给它们装配上物联网传感设备后能更好的监视工作——降低视察频率,提高维修效率,面对故障迅速反应,对于一些小型设备还能反扒防盗。


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uRLLC

超高可靠超低时延通信


    uRLLC指的是超高可靠超低时延通信。比如无人驾驶、工业机器人等场景,要求网络做到高可靠性且网络时延尽可能低。uRLLC场景下端到端时延约为4G的1/5,可以达到1~10毫秒,且5G内生支持边缘计算,可有效支持无人驾驶等场景下的快速反应需求,迅速、及时执行命令。针对高可靠性的要求,5G支持终端与网络建立双通道,两条通道互为备份,确保连接的可靠性。

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    5G典型应用场景涉及未来人们居住、工作、休闲和交通等各种区域,特别是密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等场景。典型的应用包括5G自动驾驶、5G远程驾驶、5G智能电网、5G智能工厂、5G无人机物流、5G无人机高清视频传输、5G远程医疗、5GVR、5GAR、5G安防、5G儿童安全、5G智慧园区、5G智慧农场、5G远程教育、5G新零售、5G养老助残、5G智慧家居、5G超级救护车等。

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