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划时代的5G移动通信

 和老康一起学5G 2022-10-11 发布于陕西

进入21世纪的现代社会对通信需求在技术和商业模式方面带来了巨大的挑战,这是因为新一代移动通信网络必须满足多样化的需求。为此国际电信联盟(ITU)将5G移动网络支持的服务分为以下三类:

  • 增强型移动宽带(eMBB)

  • 超可靠和低延迟通信(uRLLC)

  • 大规模机器类型通信(mMTC)

一、eMBB(增强型移动宽带)作为4G网络的自然演进,eMBB将提供更高的数据速率,提供更好的移动宽带服务用户体验并将超越目前从固定宽带技术获得的服务质量。它将支持360度视频流、真正身临其境的VR和AR应用程序等。在eMBB用例中5G网络需提供三个不同属性:

  • 更高容量——宽带接入必须在人口稠密的地区提供,无论是室内还是室外,例如市中心、办公楼或体育场或会议中心等公共场所。

  • 增强连接性——宽带接入必须随处可用,以提供一致的用户体验。

  • 更高用户移动性——将在汽车、公共汽车、火车和飞机等移动车辆中实现移动宽带服务。

这些用例将中在有很多用户的“热点”场景(如体育赛事的观众),需要非常高的流量容量来满足所有用户的需求,而这些用户将是静止的或移动缓慢的所以对机动性的要求会很低;与此相反的是为高速列车上乘客提供eMBB服务需要高度的机动性,这些交通热点容量会低于热点;而在国道、高速公路广范围的覆盖需要中等水平的移动性,其数据吞吐量将比目前可能更高,其关键标准是无缝覆盖。

二、uRLLC(超可靠和低延迟通信)目标是辅助和自动驾驶及远程管理的(时间)延迟敏感服务,其中:

  • 智能工厂/工业自动化是第四次工业革命的技术驱动力之一,与人工智能、基因工程、3D打印、量子计算、物联网和机器人技术等其他技术并驾齐驱。制造公司正在通过在生产工厂中开发网络来实现工业控制自动化。URLLC有助于自动化工厂流程和电力系统。诸如在汽车装配线中,URLLC有助于实现高可靠性,以避免在装配过程中损坏汽车零件,并实现最小延迟以跟上装配线上移动的托盘。

  • 医疗保健行业是5G中一个新兴用例,通过AR(增强现实)辅助手术。外科医生依靠手术AR以更准确和客观的过程靶向手术切除,从而最大限度地降低复发风险。此外AR辅助手术使外科医生能够通过机械臂和传感器的组合远程执行手术和诊断程序。作为机器人指令传输的数据必须高度可靠。轻微的延迟或延迟可能意味着对患者的伤害。医生还可以使用VR(虚拟现实)耳机查看人体内部。外科医生还可能要求患者在完成手术计划时使用VR耳机。

  • 智能交通中5GURLLC应用基于无人机的交付以实时估计交通密度、自动驾驶汽车和变电站控制以同步系统和管理交通。其中一些应用需要网络通信,包括从车辆到一切(V2X)服务器的广播,其中包括车辆和交通系统周围的一切。这种通信模式对于实时路由发现和避免冲突非常重要。

  • 娱乐和媒体领域的现场赛事报道、基于云的娱乐(AR/VR)、体育赛事直播和在线游戏是5GURLLC在体育和娱乐行业的一些用例。5G URLLC支持无线演播室、电子新闻采集、音频节目制作、特别活动(PMSE)制作、会议等技术的标准使用。云游戏和沉浸式媒体等领域有望在5G的未来发展。

  • 智能电网和港口自动化智能电网通过使用通信功能在检测和缓解故障的同时提供更好的电力平衡来改善全球电力分配。

5G网络中URLLC提供了一个无缝且价格合理的通信平台,用于部署先进的技术来管理配电网络,以应对这种灵活性和越来越多的分布式能源资源的日益增长的需求。垂直无线(WIVE)研究项目也展示了5G的实际用例之一,与电网和港口自动化有关。低延迟和高可靠性在该项目中非常重要,以确保保护电网基础设施和港口自动化。

三、mMTC(大规模机器类型通信)专注于满足更发达的数字社会的需求,并照顾对连接密度有高要求的服务,如智慧城市和农业。通过mMTC技术未来家庭中的白色家电、门禁、烟感和各种电子监控器件都会联接上网;城市管理中的井盖、垃圾桶、交通灯;智能农业中的农机器具;环境监测中的水文、气候所在通过传感器搜集的数据都会汇集联网。

5G(NR)移动网络服务范围的演变增强了整个电信生态系统。汽车、医疗、能源、市政系统等众多传统行业参与到这个生态系统的建设中。数字化为移动通信领域带来了广泛的机遇,同时也对移动通信技术提出了新的挑战。

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