5G率アップの方法は、合理的なビュー？

著者|アリシビック開発スペシャリスト先端ワイヤレス紫碩

Zebian |胡威威

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

5Gのキーテクノロジー

多くの技術的なコレクションを含め、多くの5Gコア技術のポイント。5Gは、3つのシナリオを定義しました。

eMBB：強化モバイルブロードバンド、それは大容量のモバイル・ブロードバンド・サービスを対象としていることを示唆しています。

URLLC：超超低レイテンシ及び信頼性の高い通信、自動操縦装置、遠隔医療が使用される（500ミリ秒に3G応答、4Gは、50ミリ秒、5Gクレーム1ミリ秒です）。

MMTC：ビッグものは、大規模なオブジェクトのためのサービスネットワーキング、接続されています。

1、eMBB

4Gは、5Gは、それの能力を強化するために継続する方法があり、とても速くなっていますか？

* =帯域幅容量スペクトル効率*細胞の数

この式によれば、3つ以下の方法の能力強化する：増加する帯域幅、スペクトル効率を、細胞の数を増加させます。複数の基地局を構築する細胞手段の数を増やし、コストが高すぎます。帯域幅手段に、より多くのリソースを増やすことが、それ自体はスペクトルリソースと希少限定されています。

したがって、スペクトル効率が吊り上げ能力の効果的な方向、シャノン限界速度にスキームアプローチ近い符号化パリティエラー訂正を使用することになる改善。4GはTuborコードを尊重し、チャネル符号化は、5G、より効率的であり、OFDM技術は、追加の回4G直交周波数スペクトルを必要とし、NOMA（非直交多重アクセス）を使用した5G、もはや必要直交周波数スペクトルの使用における技術率はさらに向上します。変調技術に加えて、アンテナ技術は、大規模なMIMOによって大幅に改善された容量を達成するために、新しい進歩を遂げました。

2、uRLLC

uRLLCはそれだけで、低レイテンシも高い信頼性を必要としないが、超高信頼性、低遅延通信の略です。低遅延性と信頼性を武器に、産業用オートメーションおよび制御の一部は、遠隔医療の自動操縦技術は徐々にこの点での変化をもたらし、構築することができますが逆さまになっていません。

5G NR（新ラジオ、5Gエアインタフェース規格）にLTE 15kHzのサブキャリア間隔のサブキャリアは、もはや間隔固定されていないが、変数、5つの構成、15kHzの、30kHzの、60kHzの、120kHzの、240kHをサポートすることができます。

短いスロット（1ミリ秒に対応する15kHzのサブキャリア間隔の最小のスロットの長さ、0.0625ミリ秒に対応する240KHzサブキャリア間隔最大スロット長）より大きなサブキャリア間隔は、uRLLCシナリオのために、次に、低遅延伝送を必要としますネットワーク遅延要件は、比較的大きなサブキャリア間隔を配置することによって満たすことができます。

5Gネットワークがサポートするビジネスニーズの広い範囲をサポートするために、ネットワークの複数の仮想ネットワークを切り取るより細かいスライス、。コアネットワークを分離し、ネットワークから無線アクセスネットワークベアラネットワークへのスライスとは、論理的です。スライス・ネットワークのオンデマンドエンドツー行い、確実に隔離、NFVとSDNや内部のある他のキーテクノロジー

3、MNTC

MMTC KPIの接続密度は、バッテリの寿命は非常に困難な目標であるMCLで164デシベル（最大結合損失）、仕事の10〜15年である、1,000,000 /平方キロメートルです。この目標、NB-のIoT技術の主要な国内実施に向けた技術の進化の二つの枝があり、技術がEMTCです。

両方の技術は、利点と欠点、NB-のIoT固定技術が適用された、データ量が小さい、より少ない遅延特性を要求するが、長いシーンのより厳しい要件であるワーク、設備コスト、ネットワークカバレッジ、およびEMTCありますデータ量、移動度のために適している、一定の遅延要件があります。

5G率アップの合理的なビュー

5Gのレートは6.5Gbps、なぜ大きな違いのために、4.6Gbpsのために、20Gbpsについて報告しましたか？必ずしも悪いよりも6.5Gbpsに4.6Gbpsのこれらの？

6GHz帯200MHzの4.6Gbps以下の1）5Gピークダウンロード速度。これは、200MHzのは混乱の学生が百度を所有することができ、キャリア周波数と帯域幅の概念の帯域幅を指し、6GHz帯で6GHzの周波数のキャリアをいいます。ピーク速度は4.6Gbpsで、KPI 5Gによれば、スペクトル利用効率が4Gの3〜5倍である必要がある、4Gはどのくらいですか？4Gスペクトル効率は5（すなわち、100Mbpsののピーク速度のための20MHzの帯域幅）、その後、KPI 5Gに従って、私たちは、遵守率は3Gbpsの〜5Gbpsのあるべき計算するだけで、標準の、簡単な数式を達成するためにする必要がありますどのくらいの200MHzの帯域幅を計算することです。

2）800MHzの6.5Gbps波ミリメートル（4G LTE 10倍率）が発生してもよいです。ミリ波帯は、国際主流を指す搬送波周波数こと28GHz、この手段です。800MHzの高周波数帯の帯域幅を指し良いですが、資源が非常に豊富、頻繁に800MHzの帯域幅を持っています。これを行う実際には、4Gの唯一の1.625倍のスペクトル効率であり、これは、OFDMサブキャリア帯域幅を使用するので、広い帯域幅に主に起因し得る、ドロップダウンに増加するスペクトル効率をサブキャリア間隔広くなっています。しかし率は非常に力にまだあります。

あなたの実際の経験はないので、速い速度、基地局側は、公平性を確保するためのスケジューリングアルゴリズムが存在しますので、それは、あなたと私は、下の基地局でリソースを共有され、これらのレートはピークレートしていることは注目に値するが、5Gがあるかもしれません絶対に公平があるだろう、支払った企業ユーザーがより多くのリソーススケジューリングを得るかもしれない、もはや鍋の側面ではありません。また、通信速度に留意すべきビットではなく、バイトよりも、である、あなたの家Zhuangkuan大もむしろbps単位よりも、bpsのときを含む8回のギャップが、あります。結論として、我々は、スペクトル効率KPI 5Gことを覚えておいてください、その後、帯域幅はどのくらいのピークレートを知ることができるようになります追加します

そして、このピークレートはあなたに総容量の大きさを示すことができ、かつ個人的な知覚の割合は同じではありませんが、どこにボトルネックは明らかであろう。それは多くの帯域幅の下で達成率がいじめているどのくらい言いませんでした。PS：キャリア周波数と帯域幅が異なる場合、ピークレート帯域幅とスペクトル効率が関連し、搬送周波数とは無関係。そして、電車の旅は、のような、かなりの速度よりも、ロードコンパートメントのどのくらいの大きさを決めます。

統合のビジネスポイント

1、VR / AR技術の開発

市場のARとVRサイズの連続拡大に伴い、それはまた、前方に高い要求を置く6自由度のネットワークのような大幅な成長、および次世代のコンテンツのフォーマットが表示されます、ビデオをストリーミングする、需要制限個人データレートは200Mbpsのからジャンプしますサポートへのより多くの帯域幅が必要になります1Gbpsの、に。ARとVRは、企業の多くは、この機会をつかむために用意し、準備を進め始めているん、我々は5Gの熱意を探して、チケットを入手するために、できるだけ早くたい支配し、市場を爆発モデルを作成することになります。

5Gは、通信技術である自身の送信の問題VRやAR経験解決すべき多くの問題を解決そのものであり、コンテンツソースの問題は、業界のリソースがそうまだ、アドレスを継続する必要があるもちろん、最高の、そして誰が5Gで解決しました最高、消費者は市場機会を捉えるだろう支払うことを喜んでいます。

リンクの伝送容量を強化し、多くのこの計算は複雑で時間がかかり、高帯域幅、低レイテンシのデータ伝送をサポートすることができます利益の多くをもたらすので、レンダリングがクラウドで行うことができ、雲のマシンを簡単に弾性膨張することができビジネスの成長を満たすために。

完全にこれらの複雑な機能を分離することが困難等により制限され、コンピューティングリソース、電力制約の機器の寿命にエンド機器、これ雲のレンダリングやクラウドローカルそれを良い画期的な、高帯域幅、低レイテンシの意志をレンダリング結合ローカルコンピューティングの経験として良いとして側面を持参して終了。

図2に示すように、ネットワーク・スライスの応用

ネットワークは、コアネットワークのネットワーク網スライスとアクセスネットワーク、仮想化技術情報に関連付けられているコアネットワーク内のネットワークセクションをスライススライスに分割することができます。NFV（ネットワーク機能の仮想化、ネットワーク機能の仮想化）とSDNコアネットワーク内のネットワークセクションのための主な技術的サポートとして（ソフトウェアネットワーキング、ソフトウェア定義ネットワークを定義）、および広範な関心と研究を受けています。

スライスネットワークアクセスネットワークの実装では、より多くの挑戦。異なるビジネスモデルに加えて、さまざまなビジネスニーズ、スライシング及びアクセスネットワークの必要性の指標が大きく、高い性能の信頼性に接続された低遅延ネットワークを提供しながら、よりとネットワーク部間のアイソレーションを確保します。

アリ大麦は4G時代に関連するアプリケーションは、実際に完全なネットワークタイリングスキームないネットワークセクションを模索している、3GPPプロトコルはQCI（QoSのクラス識別子）を定義し、異なるQCIを介して異なるパケット遅延、パケット誤り率、オペレータを約束しましたQCIとは、そのような差別化されたサービスとしてユーザー指向のサービスを提供しています。

3GPP典型的なシナリオは、QCI = 3定義されたユーザーは、通常のユーザデータトラフィックがQCI = 6上に担持されるリアルタイムゲーム（リアルタイムゲーム）、です。

以下に示す場合には、帯域幅リソース制約は、QCI = 6、ユーザがプリエンプトすることができない場合、一般ユーザQCI = 6、より有意に良好な平均パケット遅延とジッターのユーザを保護するために、QCI = 3の特定のストレス試験であります十分な帯域幅リソースは、QCI = 3つのユーザーは800kbpsの安定した一定の速度を維持することができ、業務を完了します。4G時代「スライス」は単に粗いアクセスネットワークのQoS分類され、5Gスライスは、エンド・ソリューションへのより完全なエンドになります。

5G时代将会有各种针对不同场景的网络切片，比如针对车联网的切片、针对VR的切片、针对物联网设备的切片等，而网络切片的粒度也会更细，针对不同的服务质量收费也会有差异。

3、移动边缘计算（MEC）

在不考虑重传的情况下，LTE网络内部时延是小于20ms，而要ping外部服务器，这个时延通常在40-50ms以上，光纤的传播速度是200公里，5G在应对时延敏感用例时，要求接入网时延不超过0.5ms，这意味着5G中心机房(或数据中心)与5G小区(基站)之间的物理距离不能超过50公里。

面对物理时延的挑战，我们不得不考虑在接入网引入移动边缘计算(MEC)、边缘数据中心，也就是将以前核心网和应用网的一些功能下沉到接入网。

边缘计算由于部署在靠近物或数据源头的网络边缘侧，具有融合的网络、计算、存储和应用核心能力。利用边缘计算提供的计算能力和服务，能够满足低时延、海量连接业务需求和数据的聚合优化需求等，缓解核心网和回程链路的负载压力。因此，边缘计算和网络切片的结合变得尤为有意义。

在网络传输延迟或数据安全等角度考虑，很多的领域无法直接将数据传送至云端处理，因此边缘计算是一个大趋势，大家经常举例的自动驾驶就是一个例子，为了保证实时性和可靠性，图像处理需要在边缘端完成。

除了这种意义上的移动边缘计算之外，其实运营商期望的移动边缘计算应该是在更靠近接入网的部分部署算力，支持边缘计算，后续可能应用可以直接部署于基站内的云设备内，这样对一些延迟极度敏感的应用将是一个好消息。

4、物联网应用

目前物联网逐渐火热起来，mMTC也是物联网三大场景之一，承担了未来智能世界里的重要想象空间。但是目前的mMTC仍然有一些亟待解决的问题，我们可以看到5G KPI里是要求能支持每平方公里100万个连接，这其实是一个非常让人兴奋的数字，但是这个会有点容易让人误解，100万个连接并不是同时收发数据，只是连接，连接有可能是时断时续的，有可能是一天只发送一个数据包的监控节点。

可以看到目前应用比较广泛的还是电力超表类应用，因为这类数据基本都只是在上报，而且频次要求不高，实时性要求也不高。但是对于很多的应用场景来说，实时／准实时的双向通信是很大的需求。

大麦目前已经将NB-IoT应用到实际产品中了，由于NB-IoT使用的是CoAP协议，而CoAP协议底层使用的是UDP，不可靠的，在我们的部分场景中要求数据可靠到达，因此做了应用层的ACK应答机制及重传来保证数据可靠到达。

由于一些应用场景对功耗不敏感，但期望数据能尽快到达，所以与运营商沟通后关闭了PSM和eDRX，以便让数据尽快到达，但是对于一些监测类的场景对于功耗是敏感的，因此就会通过睡眠等方式来尽可能的降低能耗，这对于纯上行监测类应用来说还好，但是如果想要准实时下发可就难了，因此也会限制一些场景的想象空间。

未来5G的mMTC场景还会基于NB-IoT、eMTC技术继续演进，期待未来能更好的解决目前存在的一些问题。

5、 D2D的应用

D2D其实是一项挺有意思的技术，让设备和设备之间能直接通信。当然不是完全的自主通信，是在基站控制下完成数据通信，基站主要负责控制信令，设备间直接进行通信。这可能会催生一些基于邻近特性的社交应用场景。

其中车联网中的V2V（Vehicle-to-Vehicle）通信就是典型的物联网增强的D2D通信应用场景。基于终端直通的D2D由于在通信时延、邻近发现等方面的特性，使得其应用于车联网车辆安全领域具有先天优势。在D2D通信模式下，两个邻近的移动终端之间仍然能够建立无线通信，为灾难救援提供保障。

家庭应用中的投屏场景是一个很好的D2D场景，但是目前基本都是WiFi-Direct的天下，如果D2D想要应用进来，还需要与这个强大的对手进行竞争。

6、 CDN

4G时代，CDN基本部署在CR（核心路由器）、SR（业务路由器）附近，部署位置偏上。同时，节点部署稀疏，平均每个节点覆盖方圆10公里。5G时代，在架构上，CDN应从CR、SR端向用户端迁移。同时在节点部署上，向小型化、高密化发展，原来每节点覆盖方圆10公里，现在需缩小到1公里甚至更小。

网络切片中的NFV和SDN技术也将应用到CDN中，NFV实现网络资源共享，扩展灵活，CDN NFV实现硬件和软件解耦。SDN让调度和路由控制更灵活，网络感知能力和集中控制与能力的开放，提供灵活调度和最优化的路由能力。

7、产业互联网

借用阿里巴巴陈威如专家演讲中的一些观点，未来十年，是从消费互联化到产业互联化的全面协同升级。未来，产业互联网有两个发展方向，

第一，在你所处的产业环节进行线上线下融合。如果你是做零售的，你就要把线上、线下销售场景，用数字化、可视化的方式重构、融合起来；如果你是做供应链的，也要先做数字化，进行线上、线下融合，达到线上线下一盘货。

第二，做全链路环节的数字化相连。当你把全链路串起来以后，就会对生态圈、消费者、企业商业模式产生一个极大的变革。因此5G可能会依托于物联网技术带来全链路的数字化，进而助力产业互联网。

总结

在本文中，我们可以了解到5G的关键技术。

1）其中单基站的峰值速率要达到20Gbps，频谱效率要达到4G的3～5倍，这是关于eMBB超宽带的指标，使用的主要技术包括LDPC／Polar码等新的编码技术提升容量，使用毫米波拓展更多频谱，使用波束赋形带来空分多址增益，使用NOMA技术实现PDMA功率域的增益，使用Massive MIMO技术来获得更大的容量，毫米波让波长更短，天线更短，在手机上可以安置的天线数更多，基站侧可支持64T64R共128根的天线阵列。

2）时延达到1毫秒，这是关于uRLLC的场景，主要是新的空口标准5GNR中定义了更灵活的帧结构，更灵活的子载波间隔配置，最大的子载波间隔240KHz对应时隙长0.0625ms，这样超低时延应用称为可能。通过新的多载波技术解决目前CP-OFDM中存在的保护间隔等资源浪费，降低时延增大利用率。除此之外，还有网络切片技术，让网络变得更加弹性，可以更好的支持超低时延的应用，建立一条端到端的高速功率，网络切片技术主要是核心网的SDN和NFV的应用。

3）连接密度每平方公里达到100万个，这是关于mMTC的场景，目前标准主要还是基于eMTC和NB-IoT进行演进，两项标准各有优缺点，对数据量、移动性、时延有一定的要求的场景eMTC更合适，具有静止、数据量很小、时延要求不高等特点，但对工作时长、设备成本、网络覆盖等有较严格要求的场景NB-IoT更合适，目前国内主要覆盖的是NB-IoT。这里的连接量其实是一个相对弹性或理想的值，因为连接量的提升主要是以终端通过PSM或eDRX技术实现休眠所带来的，未来更多的并发能力，更小的网络信令消耗、更多的突发数据包等场景都需要被考虑到，这部分的演进仍然有着较长的路要走。

【End】

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