5G的局限B5G來補

  ICC訊 雖然5G為我們開啟了一個全新的世界，但它在應(yīng)用上還是有技術(shù)局限性。B5G就能解決一些應(yīng)用場景與技術(shù)的完善過程，比如，在遠程醫(yī)療、智慧交通、工業(yè)4.0方面的行業(yè)運用。

  簡言之：5G的局限B5G來補充。

  5G的局限性

  截至2020年10月，我國已累計開通5G基站超69萬個，預(yù)計年底前將覆蓋全國地級以上城市，5G獨立組網(wǎng)也已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模商用。與此同時，在我國的5G用戶中，2C用戶終端連接數(shù)已超過1.6億，2B業(yè)務(wù)也在積極探索中。

  與此同時，我國5G融合應(yīng)用正從探索階段進入落地階段。5G應(yīng)用場景不斷豐富、融合程度不斷深入、發(fā)展路徑逐步清晰。其中，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域諸如智慧醫(yī)療、新聞媒體、智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用占比超過70%，已成為5G先鋒應(yīng)用領(lǐng)域。

  看似熱鬧的表面，其實困難也在眼前。

  雖然5G具有更高速率和更低時延，可以支持高清視頻、AR/VR等新業(yè)務(wù)應(yīng)用，但仍然無法滿足極致AR/VR、全息通信等更高級顯示方式的速率需求。以全息通信為例：10英寸(200mmX150mm)大小的全息顯示，所需的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)速率將達到約7.2Tbps。

  另外，業(yè)界一直討論VR/AR將會在5G時代大放異彩。但目前的VR在視角和分辨率方面還未達到理想，比較理想的VR按保守估算，視角和分辨率綜合比目前的大150倍。也就是說，較高質(zhì)量的VR體驗要求每用戶遠超1 G吞吐率。這對于5G來說是困難的。

  也就是說，5G應(yīng)用仍存在自身的局限性。不過，B5G來補充。

  “簡言之，5G由移動互聯(lián)網(wǎng)拓展到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，開啟了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新時代，5G的成功商用將成為B5G發(fā)展的基礎(chǔ)，但部分應(yīng)用場景的性能需求超過了5G能力。”中國信息通信研究院副院長王志勤說。

  首先，網(wǎng)絡(luò)確定性在部分行業(yè)應(yīng)用上仍不足。工業(yè)生產(chǎn)需要精確的時延控制，5G的時延抖動會帶來一定安全風險;自動駕駛業(yè)務(wù)需要更為可靠的網(wǎng)絡(luò)(自動駕駛理想定位精度小于10毫米)，并在幾ms內(nèi)對不可預(yù)知的事件作出響應(yīng)。

  其次，有些垂直行業(yè)需要厘米級的室內(nèi)定位精度。工業(yè)倉儲AGV需要厘米級精確定位，避免碰撞;高風險工廠需要對工人進行超高精確度管理，防止發(fā)生安全事故。

  另外，5G連接密度和流量無法滿足部分場景需求。醫(yī)療行業(yè)ICU需要聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備極多，網(wǎng)聯(lián)設(shè)備密度達到每立方米100臺以上;工業(yè)中大量的微型機器人、傳感器在滿負荷運作時，連接密度和流量會給5G網(wǎng)絡(luò)帶來很大壓力。

  B5G怎么補充5G?

  王志勤指出，B5G存在一些潛在關(guān)鍵技術(shù)：無線關(guān)鍵技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)。

  無線關(guān)鍵技術(shù)主要是超大規(guī)模天線、先進編碼調(diào)制、太赫茲通信和AI與通信融合;網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)即網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、空天地網(wǎng)絡(luò)、算力網(wǎng)絡(luò)和確定性網(wǎng)絡(luò)。

  在超大規(guī)模天線方面，多天線技術(shù)是提升系統(tǒng)頻譜效率最有效的手段之一，隨著新材料和新技術(shù)的出現(xiàn)，天線陣列規(guī)模將進一步擴大，并可支持新場景，提供新服務(wù)，獲取更高的頻譜效率，更大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和更精確的定位，滿足未來移動通信的要求。其應(yīng)用場景主要是宏覆蓋、熱點覆蓋、立體覆蓋、高速移動場景和精確定位。

  在先進編碼調(diào)制方面，B5G在大幅提升數(shù)據(jù)傳輸速率的基礎(chǔ)上，將實現(xiàn)與垂直行業(yè)的深度融合，更加多樣化的復雜業(yè)務(wù)場景對信道編碼及調(diào)制技術(shù)等基礎(chǔ)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。其應(yīng)用場景主要是大規(guī)模通信、擴展現(xiàn)實(AR/MR/VR)、智賦農(nóng)業(yè)/工業(yè)、智能醫(yī)療、智慧城市和智能交通。

  在人工智能與通信的融合方面，網(wǎng)絡(luò)智能化是B5G的發(fā)展方向和重要特征，人工智能與無線通信相結(jié)合，通過構(gòu)建新型無線AI網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和空口協(xié)議，可支持全場景、全維度、全過程深度感知和學習，顯著提升網(wǎng)絡(luò)智能。其應(yīng)用場景主要有兩個：一是實現(xiàn)極智通信，二是支持智能分布應(yīng)用(分布式感應(yīng)、分布式控制和分布式計算)。

  至于太赫茲通信，太赫茲是只0.1-10THz頻段的電磁波，具有豐富的頻譜資源，可作為中低頻段的有效補充，滿足特定場景下大容量短距離通信需求，提供感知與通信融合、高精度定位等新服務(wù)，產(chǎn)業(yè)成熟度及業(yè)務(wù)應(yīng)用需求將成為太赫茲在B5G大規(guī)模應(yīng)用的決定性因素。

  太赫茲技術(shù)有三個優(yōu)勢：首先是太赫茲頻段頻譜資源豐富，可提供10GHz以上連續(xù)頻譜，支持數(shù)百Gbps以上的超高數(shù)據(jù)傳輸速率。其次是太赫茲通信與感知的融合，太赫茲極短波長可提升對周圍環(huán)境的感知能力，借助環(huán)境感知信息科極大提升通信網(wǎng)絡(luò)性能。第三是太赫茲有助于實現(xiàn)高精度定位，由于其頻段波長極短，易于超大規(guī)模天線集成，形成極窄波束，同時借助極大的帶寬，可有效提升定位精度。

  “不過優(yōu)勢與挑戰(zhàn)并存，太赫茲技術(shù)也存在四個方面的挑戰(zhàn)，”王志勤說，“從傳播特性來看，太赫茲頻段高，路徑損耗大、覆蓋范圍小，易受障礙物遮擋;從信道模型來看，缺乏全場景、高精細感知的標準信道模型;從產(chǎn)業(yè)來說，成熟度不高，芯片、器件難以滿足大規(guī)模商用需求;從天線看，太赫茲天線仍面臨材料、結(jié)構(gòu)及加工等方面難題?！?

  其實，B5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是面向新業(yè)務(wù)場景，研究和突破網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)理論，打造具有更廣覆蓋、更優(yōu)服務(wù)、更加智能、更先進技術(shù)的新型網(wǎng)絡(luò)。

  空天地網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)全球無縫覆蓋的重要技術(shù)手段，也逐漸火熱起來，它是以地面網(wǎng)絡(luò)為基數(shù)、以空間網(wǎng)絡(luò)為延伸，構(gòu)建覆蓋陸、海、空、天的空天地一體化立體融合網(wǎng)絡(luò)。“目前空天地一體化研究已進入標準化階段，3GPP SA1定義了12個場景，SA2研究了4類架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)問題，并將于R17完成標準化。”王志勤說。

  確定性網(wǎng)絡(luò)或許稍顯陌生，據(jù)了解，移動通信網(wǎng)絡(luò)逐漸從服務(wù)消費互聯(lián)網(wǎng)向服務(wù)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型，同時ICT與OT的進一步融合將使移動通信網(wǎng)絡(luò)從提供“盡力而為”的服務(wù)向著提供“確定性”服務(wù)演進。

  但算力網(wǎng)絡(luò)并不陌生，新一代信息網(wǎng)絡(luò)正在從以信息傳遞為核心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，向融合計算、存儲、傳送資源的智能化云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生轉(zhuǎn)變，算力網(wǎng)絡(luò)即是結(jié)合云網(wǎng)融合領(lǐng)域新變化，研究云邊端多級計算、存儲資源和服務(wù)能力結(jié)合IP網(wǎng)絡(luò)進行智能調(diào)度和高效分配的方式。