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5G无线耀眼的未来

韦斯·辛普森
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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
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 数据率的100倍。
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 ·50Mb/s用户体验的上行速率，它对无线摄像机及其它应用
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 很重要；
代智能手机把他们送往连通极乐世界。 ·对增强型移动设备用户的4ms整个无线电链路单向时延，它
这听起来好的令人难以置信，没错，至少从2017年无线通信业 将有助于提高流媒体视频和文件上传/下载的吞吐率；
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 ·每平方千米最多100万同时连接，这意味着支持大批密集的
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 无线、低功率物联网设备将切实可行。
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 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
变无线网络是非常清楚的。 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
什么是5G? （每一单位面积基站数量）的改善和毫米波（30-300GHz）信号的
无线网络从1G开始，它使用模拟信道提供话音通信。2G引入 使用也是达到5G的一些性能目标所必需的。
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 对广播公司的影响
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 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
息和无数话音连接的功能。 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。
峰值数据率 用户体验数据率 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
（Gb/s） （Mb/s）
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、
容量频 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
区域通信量
2
（Mb/s/m ） 谱效率 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
移动性 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
网络能量效率
（km/h）
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
连接密度 延迟 5G无线电技术，但利用4G LTE基础设施，这是为了最早于2018年
2
（设备/km ） （ms）
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）
图1. ITU关于5G核心能力的要求
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
ITU（国际电信联盟）在2017年11月举行的会议上批准了一批 网改进、增强的路由协议及其它进展。
5G系统最低要求（称为ITU-R M.IMT-2020）。这些要求包括： 完成全套标准后，5G成为现实依然有大量工作要完成。芯片
·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 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
台的峰值下行速率达到20Gb/s； 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
·同样在理想条件下，上行速率达到10Gb/s； “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
·100Mb/s用户体验的下行速率，这是网络范围内的用户95% 的历年。B&P
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