【摘要】:增强型移动宽带业务场景5G 增强型移动宽带服务将满足用户对高数据速率、高移动性的业务需求,可广泛应用于互联网视频、现场直播等场景。超高速移动主要考虑用户在快速路、高铁等快速移动情况下的业务体验,5G 网络希望能够在高速移动场景下提供给用户与在低速环境下一致的业务体验。图2.5给出了5G 环境下移动互联网和物联网可提供的主要通信业务。
第五代移动通信是为顺应移动通信需求而发展的新一代移动通信系统,它在吞吐率、时延、连接数量、能耗等方面进一步提升了前几代移动通信系统的性能,其中媒体类业务、物联网和移动互联网的蓬勃发展是5G 移动通信的主要驱动力,而云计算环境下的云端互动对5G 移动通信系统提出了更高的传输质量与系统容量要求。
第五代移动通信系统支持0.1~1 Gbit/s的用户体验速率、每平方千米一百万的连接数密度、毫秒级的端到端时延、每平方千米数十太比特每秒的流量密度、每小时500 km 以上的移动性和数十吉比特每秒的峰值速率,其中用户体验速率、连接数密度和时延为最基本的三个性能指标。同时,它还大幅提升了网络部署和运营效率,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。第五代移动通信系统的性能需求和效率需求共同定义了其关键能力,上述的六项性能指标体现了满足未来多样化业务与场景需求的能力,三个效率指标是实现可持续发展的基本保障。第五代移动通信致力于应对今后多样化差异化业务的挑战,满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等能力指标,构建起以用户为中心的全方位信息生态系统。
国际电信联盟ITU 确定了5G 应具有增强型移动宽带(e MBB)、超高可靠与低延迟的通信(URLLC)、大规模机器类通信(m MTC)三大主要应用场景。
(1)增强型移动宽带业务场景
5G 增强型移动宽带服务将满足用户对高数据速率、高移动性的业务需求,可广泛应用于互联网视频、现场直播等场景。利用5G 可推出360 度全景VR(360VR)、同步观赛(Sync View)、时间切片(Time Slice)等典型实感技术。360度全景VR 可以让用户360度观看整个赛场,并可从播放画面上选一名运动员跟踪观看;同步观赛通过在超高速相机内置的5G 通信模块,使用户能够通过运动员视角来观看比赛;时间切片采用数十台相机拍摄,能够提供立体影像并捕捉精彩瞬间。实感技术能够在赛场和体验馆内实现全覆盖,场外用户在智能手机等设备上也可体验。
在5G 环境下,包括视频类以及虚拟现实(VR)、增强现实(AR)在内的媒体类业务在移动性、用户体验、性能提升等方面将有新的发展。5G 技术的应用将带来移动视频点播/直播、视频通话、视频会议和视频监控领域的飞速发展和用户体验的提升。移动高清视频的普及,将由标清走向高清与超高清;高清、超高清游戏将得到普及;5G 视频会议使处于任何位置的移动终端均可轻松接入且体验更佳;高清视频在监控中的应用突破了有线网络无法到达或者布线成本过高的限制,可部署在任意地点,成本更低,5G 无线视频监控将成为有线监控的重要补充。
(2)超高可靠与低延迟通信业务场景
5G 网络能够支持超高可靠与低延迟的机器类通信,可应用于无人驾驶、车联网、智慧医疗等场景。5G 技术在智慧医疗方面的应用可以确保救护车与医院工作人员在病人运送过程中实现高速率、低时延的实时通信,并保证病人X 光片和视频等高带宽图像实时传输至医院。医生得以在病人转运途中对其进行病情诊断并做好初步准备工作,为救治病人赢得宝贵时间。车联网技术属于低时延、高可靠应用场景,通过终端直通技术可以实现在汽车之间、汽车与路侧设备间的通信,从而实现汽车主动安全控制与自动驾驶。在时速170千米的互联汽车间实现了峰值速率3.6 Gbit/s的数据传输。联网汽车能够接收周边的交通和障碍物信息,同时车内媒体具有播放4K UHD 视频、虚拟现实演示和3D 视频片段的能力。V2X(Vehicle to X)自主安全驾驶,在99.999%的传输可靠性下可将时延缩小到毫秒级,还支持多种场景的防碰撞检测与告警/车速导引、车车安全和交叉路口协同等。通过车与车、车与路边设备的通信,实现汽车的主动安全,如紧急刹车的告警、汽车紧急避让、红绿灯紧急信号切换等,成为未来汽车自动驾驶业务的关键技术。
(3)大规模机器类通信业务场景
大规模机器类通信业务场景利用了5G 低功耗、广覆盖的特点,面向采用大量小型传感器进行数据采集、分析和应用的场景。
在上述5G 业务场景中,主要针对或涉及以下5种业务需求。
(1)超高速体验
主要关注移动宽带用户更高的接入速率,保证终端用户瞬时连接以及时延无感知的业务体验,业务类型包括超高清视频、增强现实等。
(2)超高用户密度
主要关注如密集住宅、办公室、体育场等用户高密度分布场景下的用户业务体验。
(3)超高速移动
主要考虑用户在快速路、高铁等快速移动情况下的业务体验,5G 网络希望能够在高速移动场景下提供给用户与在低速环境下一致的业务体验。
(4)低时延、高可靠连接
主要考虑未来新业务在时延和可靠性方面存在苛刻要求的场景。例如,未来机器被用于工业控制、智能交通、无人驾驶汽车等,对数据的端到端传输,在时延和可靠性方面具有严格要求。
(5)海量终端连接
主要考虑终端设备以及传感器等大量连接。
图2.5给出了5G 环境下移动互联网和物联网可提供的主要通信业务。

图2.5 5G 环境下的部分业务类型
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