5G关键要求(转)

老虎不吃肉
老虎不吃肉  Senior  (1)
1 year 1 month ago  View: 1430  Reply: 0
比较以往的通信网络,5G网络因为几乎苛刻的要求,适应未来各种场景的应用,在关键性能指标(KPI)上,主要从以下一些方面进行规范。下图是IMT-2020的5G关键性能愿景图,以及和4G的对比:


5G需要具备比4G更高的性能,支持0.1~1Gbps的用户体验速率,每平方公里一百万的连接数密度,毫秒级的端到端时延,每平方公里数十Tbps的流量密度,每小时500Km以上的移动性和数十Gbps的峰值速率。

其中,用户体验速率、连接数密度和时延为5G最基本的三个性能指标。同时,5G还需要大幅提高网络部署和运营的效率,相比4G,频谱效率提升5~15倍,能效和成本效率提升百倍以上。

在这些关键性能指标中,并非一成不变,而是在不同场景下,有不同的要求,常见的例如速率上的要求,在高铁和在普通场景下肯定是差异很大的。
我们主要列举了以下典型场景下对各性能的要求:高铁、车联网自动驾驶、工厂自动化、广阔户外、智慧城市、密集交通、VR或AR、大型活动场馆、媒体直播、远程精细操作等。

用户体验速率
单位时间用户获得的数据速率,指真实网络环境下用户可获得的最低传输速率,而不是理论值。


连接密度
连接密度是指在特定地区和特定时间段内,单位面积可以同时激活的终端或者用户数,也就是单位面积上支持的在线设备总和。


时延
这里主要指端到端时延,是指数据包从源节点开始传输到被目的节点正确接收的时间。又分为单程时延(OTT)和往返时延(RTT),单程时延是数据包从发送端到接收端的时间,往返时延是数据包从发送端发送,到接收端收到后返回确认信息的时间。



可用性,可靠性
可用性是指在一个区域内,网络能能满足用户体验质量(QoE)的百分比,也就是用户能使用网络,且基本体验能达到标准。
可靠性则是指一定时间内从发送端到接收端成功发送数据的概率。


移动性
移动性主要是指高速移动性,在目前高速公路、高铁等下,能保证的用户体验情况。


其它
其它方面的要求主要有:安全性,能耗,成本等。

安全性
安全性比较难衡量,目前一般以黑客侵入信息内容需要的时间来衡量,如何在网络切片中对安全的要求还在继续研究中。

能耗
能耗方面,要求应急通信中电池至少续航一周,在广阔地区分布的设备,要求续航10年,电表气表等一般设备2-5年续航能力。

成本和可持续发展
目前的移动通信网络在应对移动互联网和物联网爆发式发展时,可能会面临以下问题:能耗、每比特综合成本、部署和维护的复杂度难以高效应对未来千倍业务流量增长和海量设备连接;多制式网络共存造成了复杂度的增长和用户体验下降;现网在精确监控网络资源和有效感知业务特性方面的能力不足,无法智能地满足未来用户和业务需求多样化的趋势;此外,无线频谱从低频到高频跨度很大,且分布碎片化,干扰复杂。

应对这些问题,需要从如下两方面提升5G系统能力,以实现可持续发展。在网络建设和部署方面,5G需要提供更高网络容量和更好覆盖,同时降低网络部署、尤其是超密集网络部署的复杂度和成本;5G需要具备灵活可扩展的网络架构以适应用户和业务的多样化需求;5G需要灵活高效地利用各类频谱,包括对称和非对称频段、重用频谱和新频谱、低频段和高频段、授权和非授权频段等;另外,5G需要具备更强的设备连接能力来应对海量物联网设备的接入。

在运营维护方面,5G需要改善网络能效和比特运维成本,以应对未来数据迅猛增长和各类业务应用的多样化需求;5G需要降低多制式共存、网络升级以及新功能引入等带来的复杂度,以提升用户体验;5G需要支持网络对用户行为和业务内容的智能感知并作出智能优化;同时,5G需要能提供多样化的网络安全解决方案,以满足各类移动互联网和物联网设备及业务的需求。