毫無疑問,和過往的幾代通信制式一樣,手機將會是它們商用的第一個落腳點。但與過去不一樣的是,新一代的通信網絡除了擁有更高的帶寬、更高的速率、更大的網絡容量和更低的時延以外,在應用上也給市場帶來了更大的想象空間。
5G未來還將應用到哪些領域?
根據ITU的定義 ,5G主要分爲三個主要服務領域,分別是增強型移動寬帶(eMBB)、超可靠低時延(uRLLC)和海量物聯網(mMTC)三種應用場景。現在我們正在邁向商用的5G手機,就是歸屬于增強型移動寬帶,也是5G標准標准第一個版本Rel 15所著重解決的問題。
從徐皓的介紹我們得知,産業界當前正在盡力推動5G標准往Rel 16演進,在這個標准下,主要是爲超可靠低時延應用搭建可靠的網絡,推動這個應用場景下的如車聯網、XR、企業專網和工業物聯網等應用的實現。他進一步指出,Rel 16已經在2019年12月結束第一階段的物理層工作,並在2020年3月結束第二階段的工作,計劃在6月份完成標准凍結,但因爲受當下疫情影響,3GPP將提交變更請求(CR)的時間從6月推遲至9月。那就意味著到那時,5G已經爲上述網絡做好了所有的通信准備。
至于海量物聯網,則是5G下一階段標准Rel 17的目標,但徐皓表示,因爲受疫情影響,這個標准的討論很多動作還沒啓動,但5G不停地往前演進是一個不會改變的既定規劃。
有哪些新技術將會被引入?
爲了實現那麽這些功能,必然需要爲5G引入更多的技術支持。以Rel 16爲例,根據徐皓的介紹,這當中包括了移動毫米波、非授權頻譜、5G NR定位和增強Sub 6GHz、增加多用戶MIMO、增強毫米波和中頻段的載波聚等技術。
首先在毫米波方面,徐皓指出,爲了實現5G的極致速率,我們必須要運用毫米波技術,因爲毫米波的頻段寬、資源豐富等優勢是6GHz以下頻段無法企及的。“毫米波技術是5G設計中不可缺少的核心技術之一”,徐皓強調。在他看來,毫米波用處最廣的地方是各種熱點的覆蓋,而高通也在持續地加強毫米波研發,把毫米波推廣到各種熱點覆蓋區域,比如企業內部的會議室,大型體育場館、中心或者音樂廳,以及各類交通樞紐如機場、火車站、地鐵站等。
這種巨大的應用潛力也吸引了全球各國投入其中。徐皓告訴記者,從全球範圍來看,除了美國以外,意大利、俄羅斯、韓國、日本、東南亞、澳大利亞、拉美也都有在2020年或2021年部署毫米波的計劃。目前,中國在毫米波試驗和頻譜規劃上也正在推進,很可能于2021年或之後進行毫米波的部署。
高通方面的資料也表示,如果所有頻譜類型,特別是非授權頻譜都得到應用,5GNR將會在全球得到更廣泛、更快的擴散。這樣,5G能夠支持更多的使用和部署模式,以便讓更多機構能夠在更廣泛的5G生態系統中享受5G帶來的優勢。
第三,5G NR定位將給現有的定位技術帶來很強的互補。徐皓告訴記者,5G NR定位擁有當前GPS所不具備的三大優勢,分別是5G可以支持室內定位、5G定位是基于蜂窩通信而非衛星通信實現的、5G定位支持更高定位精度及更低時延,能夠滿足多樣化的服務需求。
而根據規劃,在Rel-16可以支持在80%的時間實現室內3米和室外10米的定位精度,在下一個版本的Rel 17,則能實現Rel-17致力于實現更精准的定位,在精度方面達到亞米級精度(比如0.3米以內的絕對精度要求),從而支持精准工業制造、工業廠房設計開拓更多全新應用場景。在時延方面,致力于實現更低的時延(比如將時延降低至10毫秒以內);在連接能力方面實現更大提升,比如支持數百萬部物聯網、汽車等終端。在徐皓看來,精准定位是5G的關鍵新技術之一。
“eMBB和URLLC、5G NR-Light、eMTC/NB-IoT是在性能、能耗、成本等多方面從高端到低端面向三個不同層級的物聯網技術,能夠支持不同需求的物聯網應用”,徐皓強調。
徐皓特別強調,爲了讓5G NR在未來擁有更強的可擴展性,高通推動給 5G設計了一個靈活的時隙架構。如下圖所示,縱軸是頻率,橫軸是時間,5G框架在頻率上留了一些空子載波,在時域上留了一些空白時隙,這就讓我們未來可以支持衆多可能發生但尚未定義的全新服務。