第五代移動(dòng)通信技術(shù)淺析

鄒華+趙穎珺

摘要

當(dāng)我們還在享受著高速的4G網(wǎng)絡(luò)帶給我的便利時(shí)，走在世界發(fā)展前端的研究者們又帶來了一種更先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)-第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）。本文首先簡(jiǎn)單描述了5G網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的背景。其次，重點(diǎn)分析5G網(wǎng)絡(luò)的五個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI），包括通信量、用戶體驗(yàn)吞吐量、延時(shí)、可靠性、有效性。

【關(guān)鍵詞】第五代移動(dòng)通信技術(shù) 關(guān)鍵性能指標(biāo)

1引言

21世紀(jì)初，第四代移動(dòng)通信技術(shù)開始進(jìn)入人們的生活，在其支撐下的移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，計(jì)算以及多媒體運(yùn)作方面的應(yīng)用大大得到了發(fā)展，推動(dòng)了整個(gè)世界的發(fā)展。然而，隨著世界的發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨卻又對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了新的要求，帶來了新的挑戰(zhàn)。人類急需要一種更強(qiáng)大的新型的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來滿足海量數(shù)據(jù)的傳輸、處理、運(yùn)作。于是，第五代移動(dòng)通信技術(shù)-5G產(chǎn)生了，但是這種新技術(shù)還處于研究階段，所以目前為止并沒有非常明確的技術(shù)規(guī)范。為了促進(jìn)第五代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，盟就推動(dòng)制定了METI計(jì)劃（Mobile and Wireless Communica-tions Enablers for the Twenty-twenty Informa-tion Society），METIS計(jì)劃中指出5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該達(dá)到的五個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)（KPI），包括通信量、用戶體驗(yàn)吞吐量、延時(shí)時(shí)間、可靠性、有效性。

2關(guān)鍵性能指標(biāo)

2.1通信量（traffic）

通信量是指在一個(gè)事先設(shè)定的時(shí)間幀之內(nèi)，在終端用戶設(shè)備之間交換的總共的用戶數(shù)據(jù)量。這個(gè)時(shí)間幀是被屬于RANs的無線電通信節(jié)點(diǎn)所覆蓋的區(qū)域范圍分割的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，接下來的十年中無論是擁有高數(shù)據(jù)率能力的移動(dòng)設(shè)備數(shù)量將迅猛增加，還是基于大量分享的高分辨率多媒體的服務(wù)的產(chǎn)生都對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信量提出了更高的要求。歐洲現(xiàn)在使用的通信網(wǎng)絡(luò)是基于GSM、UMTS、LTE Rel-8混合型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。研究顯示這樣的系統(tǒng)己經(jīng)無法處理預(yù)期的通信量增長(zhǎng)的情況。因此，METIS計(jì)劃提出第五代無線通信技術(shù)應(yīng)該支持實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)高出1000倍的通信量，才能夠滿足世界發(fā)展的需要。

2.2用戶體驗(yàn)呑吐量（Experienced user throughput）

為了提高10-100倍的上網(wǎng)速率，METIS計(jì)劃提出用戶體驗(yàn)吞吐量的指標(biāo)。它指的是在一個(gè)預(yù)先定義的時(shí)間跨度內(nèi)，終端用戶在MAC層上實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)平均吞吐量。于用戶體驗(yàn)質(zhì)量來說這是有一個(gè)比較合適的指標(biāo)。然而，服務(wù)應(yīng)用程序本身的數(shù)據(jù)率要低于用戶體驗(yàn)吞吐量。用戶體驗(yàn)吞吐量的大小取決于測(cè)試案例環(huán)境和用戶數(shù)以及用戶產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量。

2.3延時(shí)（Latency）

數(shù)據(jù)傳輸過程中延遲時(shí)間是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。它的一種衡量值是數(shù)據(jù)包從發(fā)射端發(fā)出到接收端收到數(shù)據(jù)包所用的時(shí)間。另一個(gè)衡量延時(shí)的指標(biāo)是往返時(shí)間延時(shí)，指的是數(shù)據(jù)包從發(fā)射端發(fā)出到收到接收端實(shí)體的確認(rèn)信息所花費(fèi)的時(shí)間。為了提高未來網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量讓用戶有更快速的體驗(yàn)感，降低五倍的E2E延時(shí)是未來網(wǎng)絡(luò)需要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要目標(biāo)。

2.4可靠性

時(shí)代的發(fā)展要求下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性比現(xiàn)在高的同時(shí)還必須保證相當(dāng)水平的可靠性?？煽啃允悄芎饬繜o線通信線路質(zhì)量的一個(gè)必不可少的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.5有效性

當(dāng)可靠性降低到一個(gè)用戶可接受的水平時(shí)，是否提供了有效的服務(wù)將會(huì)受到用戶必然的質(zhì)疑。也就是說有效性是針對(duì)于可靠性出現(xiàn)問題時(shí)，網(wǎng)絡(luò)提供的維持正常業(yè)務(wù)的能力。

3總結(jié)

世界的發(fā)展推動(dòng)技術(shù)的演化，從第四代移動(dòng)通信技術(shù)向第五代的演化趨勢(shì)己初見端倪，這將為全球通訊產(chǎn)業(yè)帶來嶄新的發(fā)展契機(jī)。另一方面，在技術(shù)上仍然存在很多亟待解決的問題，這也是時(shí)代帶給我們的挑戰(zhàn)。endprint