5G三大需求
用户需求
移动互联网和物联网是2020年和未来信息通信技术产业的主要发展方向。在未来,无线将成为连接的主要方式,用户对移动通信的期望会更高,用户需求会更加多样化。
移动互联网主要以人的需求为本,更注重用户的体验质量。随着移动终端媒体交互能力的不断增强,高清/超高清移动视频、3D(三维)
视频、VR/AR等丰富的商业应用层出不穷。移动互联网用户希望获得身临其境的视听效果,享受实地感受的商业体验,这就要求5G网络提供可与光纤媲美的接入速率。同时,用户还期望5G网络能够带来实时的在线体验,在多人在线游戏、远程视频通话等业务中,他们希望感知不到任何网络延迟。此外,移动通信在未来的应用场景也将越来越广泛。
在高铁、汽车、地铁等高速移动环境中,在体育场、大型露天集会等超高密度场景中,移动互联网用户希望获得一致的服务体验,这就需要5G网络在这些特殊的场景中可以提供同样出色的服务。
相对于移动互联网,物联网引入了物与物、物与人的联系。大量的行业应用正在出现。与人人通信相比,物联网业务对海量设备连接和差异化服务体验提出了新的需求。物联网的快速发展要求5G网络能够将所有应用、服务和设备连接在一起,比如人、物、过程、内容、知识、信息、商品等,未来不再是单一的连接。随着行业应用的大量涌现,多样化的业务应用需要5G网络支持范围广泛、性能要求完全不同的服务,需要满足不同行业的差异化需求。多种连接方式的实现和各种行业应用的扩展将刺激连接设备数量的快速增长,这就要求5G网络提供超大容量和大规模的设备连接。
无论是移动互联网还是物联网,用户在成本、安全、功耗等方面都提出了相同的要求。用户在不断追求高品质的商业体验的同时,也期待着通信成本的下降,希望5G可以提供性价比更高的服务。用户在使用移动支付、医疗保健、安全驾驶等应用的同时,希望5G移动通信的安全性更高、可靠性更强,同时基于可持续发展的重大使命和战略要求,5G网络需要为人们创造绿色环境,持续增强终端续航能力,持续降低终端功耗。
业务需求
下一代移动通信网络将进入超连接时代,移动通信服务和应用形式将彻底改变。除了传统的语音、短信、数据通信外,大量的新型服务和App层出不穷。未来5G的主要服务可以分为两大类:移动互联网服务和物联网服务。基于3GPP的服务分类,移动互联网服务可以分为流媒体类、会话类、交互类、传输类和消息类,物联网服务主要分为采集类和控制类。
随着移动终端媒体传输能力的不断增强,流媒体和会话服务将在超高清、3D领域继续发展。诸如高清视频和VR等服务对5G网络提出了更高的挑战,要求更高的用户体验速率,如12K(2D)的未压缩视频传输速率为50Gbps[1] ,经过压缩后,其传输速率需要达到250Mbps,而且要求更低的时延。
交互类服务的应用范围也将继续扩大,如网络游戏、AR、云桌面等。据瞻博网络公司(Juniper)表示,2018年有2亿AR用户,2020年将有1亿多辆汽车拥有AR功能。这些商业应用需要大数据交互,需要实时高清视频交互,挑战上行和下行用户的传输速率,需要快速响应,实现无用户延时体验。
类似云存储的传输服务和OTT(运营商之外的第三方服务商通过互联网向用户提供各种应用服务)在未来也将成为主流应用。据IDC(国际文献资料中心)统计,到2020年,全球30%的数字信息将存储在云中。这一趋势给5G网络带来的挑战主要体现在大数据传输、高流量密度和信令开销方面,需要5G网络能够达到光纤的速度体验,满足密集场景中产生的巨大流量。
未来物联网业务应用丰富多样,业务特点差异较大,需要5G网络满足其差异化需求。对于低速率数据的采集服务,如智能抄表,需要支持大规模连接的设备,此类终端成本低、功耗低,传输的小数据包数量多。对于高速率数据收集服务,如视频监控,则对上行传输速率和密集场景中的流量密度提出了更高的要求。对于对延迟敏感的控制服务,如车联网,其高速移动功能要求毫秒级延迟和几乎100%的可靠性。
运营需求
传统的网络运营是被动式运营,通常是当网络发生故障、出现拥塞等场景时,通过网络的监控告警等信息,进行网络设备的更换等。5G支持超大连接、超高带宽、超低时延,在5G时代,传统的被动式运营已不能满足发展需求,亟待通过主动式运营解决如下问题。
网络能效和网络成本方面的问题
未来移动互联网和物联网将爆发式发展,运营商网络需要为海量的终端设备提供相当于目前网络流量约1 000倍的业务流量,因此不断提高的网络能效、不断降低的网络成本、更加简单的网络部署和维护将至关重要。
智能管道优化小流量包处理机制相关问题目前,现有的移动通信网络设备如小站和室分设备缺乏自动化的手段实现实时监控与动态控制,这导致运营商对于现有的各种网络资源的使用情况无法进行实时、全面、精确的管控和自动化的运维。相关功能迫切需要在新一代移动通信系统中定义。
另外,现有的移动通信网络对信令风暴的处理能力仍显不足。大量的4G移动互联网用户频繁发送小包数据,比如微信的简短聊天,但4G网络现有机制在发送小包时通常会产生大量的信令交互数据,网络开销大、收效小。因此,需要优化网络实现机制,在新一代移动通信系统中降低小包发送带来的大量的信令交互过程。
多网融合的需求
目前2G、3G、4G、WLAN(无线局域网)多网共存,这增加了运营商建设和维护的成本,同时,多网络间互操作复杂且降低了用户体验。5G需要加强多网融合能力,需要促进3GPP制式与非3GPP制式的协作甚至融合,需要促进TDD/FDD的融合,使融合后的5G网络能够在降低各类运营商(包括传统运营商、新型运营商、虚拟运营商)网络成本的同时,实现用户选择性能最佳的网络而无须用户干预,为不同的业务和用户提供无缝体验。
基于业务需求和用户行为的网络智能优化
传统的1G、2G、3G、4G均以面向人的网络为主,网络模型和参数相对单一。未来的网络要支持蓬勃发展的移动互联网业务和物联网业务,网络模型和参数将进一步多元化。5G需要增强对用户的业务类型及使用习惯的智能感知能力,并结合云计算和大数据对用户行为与业务特性进行分析,从而进行相应的网络参数和配置的自动化调整与优化,并为差异化的定价提供可能。
灵活有效利用所有可能的非连续频谱,以满足不同的通信场景需求5G频谱资源碎片化情形进一步增加。面对众多的碎片化频段,无线网络应支持根据差异化业务应用特征灵活选择最佳频率和资源组合,在可用频率中选择适用频谱,以便于支持不同场景的业务需求,提供最佳业务体验,提供有服务质量保障、低成本、低能耗的可靠服务。






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