5G现在有什么用？

频道：行业资讯日期：2023-03-04 00:49:25 浏览：1078

5G到底能为您解决哪些事？

5G网络实现了更快、更可靠的通信，全新发布的 3GPP Rel 16 版本，为物联网、自动驾驶汽车、固定无线宽带上网以及更快的视频播放开启了大门。一个无限可能的新时代已经到来！

5G生态系统中的企业需要在 5G网络的 Layer 1–7进行端到端的精准测试，使整个生态系统在开发和运营 5G网络的过程中避免风险。

技术洞察与挑战

如果达到5G承诺的速度，响应性和可靠性需要一系列技术进步，需要对整个蜂窝网络进行重建和升级，新的挑战包括：

450 MHz – 7.125 GHz 和毫米波（mmWave）等5G新频段

更高网络同步需求推动了更快的接入网（RAN）和核心网

全新的空口新规范

扁平化 RAN 和核心网架构与现存技术的共存兼容

这些因素都会导致设计，测试测量技术的颠覆性转变。

有些挑战很明显，例如随着 mmWave 的出现，从传导测试方法过渡到 OTA 测试；其它则不太明显，例如要求测试光纤系统中更高的网络速度100GE/400GE。5G 使用复杂的覆盖和容量提升技术，例如 Massive MIMO和波束赋形，这些都推动了新的测试测量需求。

面向不同的 5G 使用者，面对的测试测量需求和挑战是有差异的，是德科技分别针对产业链的不同位置的用户，推出针对其具体业务需求的 5G端到端测试测量方案。

5Gwww.keysight.com.cn/cn/zh/solutions/5g.html

5G研究动态

LTE 和 LTE Advanced（第 4 代蜂窝系统）的部署方兴未艾，下一代 5G 研发已经悄然开始。本文将阐述激励移动和固网通信系统持续发展的需求，介绍推动 5G 从理论到实践演进的主要参与者以及最新成果。

下一步

然而，我们必须面对的一个问题是：无线频谱是有限的，从长远考虑，这也就意味着只有移动通信才必须采取无线连接方式。由于大多数业务交付必须通过固定（光纤）网络来路由，以便尽量靠近消费点，使频率能够得到复用。我们还看到，通过互联网交付的电视和无线广播业务正在增加，与地面或卫星广播相比，它可以选择的材料和时间设置都更多。在移动网络中，目前的 WiFi 流量卸载将成为未来的新常态，从而腾出蜂窝系统的容量来为移动用户提供最完善的服务。

在移动领域，容量的增加基本上来自三个方面：通过逐步缩减信元的大小，获得更多的频谱、更高的效率和更出色的频率复用。建设中的第四代网络使用了比以往更多的频段，并且可以应用更宽的信道带宽。EPC 的实施就是因为意识到信令会吸收（限制）网络容量，因此采用 EPC 的方法来限制无线网络分组传输的开销。据预测，移动数据消耗量将在未来五年内逐年双倍增长。为了紧跟这个趋势，网络运营商将继续致力于满足用户长期需求，并且不会增加频谱量。他们的首要任务是释放其他系统正在使用的频段。

在第五代移动网络“5G”研究项目中，2020 年的技术愿景就是实现真正意义上的“随时随地万物接入”。根据愿景，未来设备将能在几百 MHz 至某些情况下的 80 GHz 频率范围内工作。并且，室内信元仅占用一个单间的空间。它利用皮蜂窝和飞蜂窝来实现射频频段最大程度的频率复用。ITU 已发布的 4G 标准预计单用户数据速率达到 1 Gbps。但 5G 的目标不能仅限于进一步提升这种速率，而是要通过大容量网络向规模更大的用户群提供这种速率；换言之，就是为更多的并发用户提供更高的聚合容量。目前任何研究都未涉及“万物接入”核心网络的具体细节，但都预测上文提到的无缝连接已成定局。

关于下一代蜂窝技术的调查，主要侧重于在新的毫米波频谱中添加由小信元组成的密集网络，以满足这一需求。这种网络的调制带宽可以达到几 GHz。由于这种综合网络的特性与现有蜂窝系统“传统的”1 至 3 GHz 射频频率和 10 至 20 MHz 带宽差别很大，所以许多大学和网络设备制造商的研发部门考察了候选的网络拓扑和相应的信号传输特性，并对 28 GHz 至 E 频段（60 至 90 GHz）下限的频率进行了多方面的调查。他们还考察了多个空间流（MIMO）和波束赋形（将资源导向特殊的设备）的效果。这两种技术都需要一系列发射天线和接收天线。此外，全球许多政府组织和准政府组织都希望利用全球的资源建设下一代网络基础设施。

最新的 5G 研究预先设想了 5G 网络所需具备的关键网络属性：集成化的有线/无线网络。其中，无线网络包括由多个小信元组成的密集网络，网络容量经由高阶（“大规模”）多路复用（MIMO）增强，它具有 10 GB/s 级别的信元数据速率和 1 ms 往返时延。大多数研究假定了采用多个空中接口，设备可在微波或毫米波频率上工作。组合网络凭借上述属性将为全球移动通信设备提供支持，包括简单的机对机（M2M）设备和沉浸式虚拟现实数据流，并能满足物联网提出的海量数据收集与分配需求。鉴于大规模基础设施的成本极高，单个运营商独立投资的现象并不多见；预计在今后业内很有可能实现资源共享和联合管理。

某些研究还重点关注新型移动设备所使用的电池技术的进步，这些移动设备包括长年使用电池供电的简易传感器，以及始终联网、每隔几天就要充电的智能手机和平板电脑。

所有研究成果都将为 5G 标准的制定提供依据。5G 标准将于 2015/16 年左右正式开始制定。5G 标准化正式流程应当在 ITU-R WRC-15 会议上启动。国际电信联盟（ITU）每三到四年召开一次国际会议 — 世界无线电通信大会（WRC），与会者共聚一堂商讨无线电频率问题，包括移动网络的标准。下次 WRC 会议计划于 2015 年在日内瓦举行。5G 标准将是各国代表商讨的议题之一。

参与 5G 研究的组织

Wireless@MIT

Hari Balakrishnan 和 Dina Katabi 共同主席

这个新组织更正式的名称是麻省理工学院（MIT）无线网络和移动计算中心，它汇集了十多位 MIT 教授及其研究团队，专注开发新一代无线网络和移动计算技术，

旨在对技术用户产生积极的影响：Wireless@MIT 表示与微软、思科、英特尔、西班牙电信、亚马逊、意法半导体和联发科建立了“紧密的行业合作伙伴关系”，并称其目标是为标准制定和产品开发做出重要贡献。

Wireless@MIT 的研究人员目前重点关注四个领域：频谱和连通性、移动应用、安全和隐私，以及低功率系统。

他们的工作已经得到了广泛的认可，其中 Katabi 教授荣膺了两项大奖：她是 2013 年麦克阿瑟奖得主之一，并赢得了 ACM 霍普奖（Grace Murray Hopper Award），原因是她在网络拥塞控制与带宽分配理论和实践方面做出了突出的贡献。

欧盟

根据“欧洲数字议程”计划，欧盟已经启动了八个项目，开始探索未来能够实现下一代“有线”（光纤）和“无线”通信的候选技术，并为 5G 技术研究增加拨款 5000 万欧元以上，以推动这些技术在 2020 年实现部署。从 2007 年到 2013 年，欧盟对未来网络研究的总投资超过 6 亿欧元，其中半数分配給无线技术。这給 4G 和 4G 后技术的开发产生了巨大的推动作用。

他们预期，下一代通信系统将首次实现真正聚合的网络，即“有线”和“无线”通信将使用相同的网络基础设施。未来，这个超高带宽通信基础设施将无所不在，推动网络社会的快速发展。

欧盟通过第 7 个研究与开发框架计划（FP7）的途径为此项目提供资助。

5GPPP

5G 基础设施公私合作伙伴关系由欧盟委员会和工业公司、电信运营商、服务提供商、中小企业（SME）以及研究人员发起。5G PPP 的目标是交付先进的解决方案、体系结构、技术和标准，推动业界在未来十年建设无所不在的下一代通信基础设施。其更深层的目的是，确保欧洲在目前占优势或有可能创造新市场的领域继续保持领先地位，如智能城市、电子医疗、智能运输、教育和传媒娱乐等领域。它为与 5G 论坛建立政府级的合作协议提供了担保。

METIS――移动和无线通信行业实现 2020 年信息社会的推动者

METIS 是由欧盟资助、爱立信领导的一个联盟，共有 29 个成员组织，主要经费来自欧盟委员会，预算高达 2700 万欧元。它的宗旨是复制欧洲在 GSM 和后继技术时代在全球创造的辉煌成就。它将“开发一个系统概念，以提供必要的效率、通用性和可扩展性......研究支持系统的关键技术组件…..评测和演示关键功能。”参加联盟的主要是大学和移动网络运营商，以及业界合作伙伴，包括阿尔卡特－朗讯、宝马、华为、诺基亚解决方案和网络（NSN）公司。

根据当前和预计的用户需求以及已经知道的挑战，如超高数据速率、密集的用户、低时延、低能量、低成本和数量庞大的设备，METIS 列出了以下 5G 场景，它们反映了未来的挑战，并将給未来的工作提供指引：

· “超快的速度”，重点关注如何为未来的移动宽带用户提供高速上网能力

· “在拥塞的网络环境中提供最优质的服务”，重点关注即使在非常拥塞的网络环境和条件下也能提供移动宽带接入

· “无所不在的万物通信”，重点关注高效处理庞大数量的设备和千差万别的要求

· “最佳体验如影随形”，侧重于为移动最终用户提供高品质的用户体验

· “优异的实时和可靠连接”，侧重于对时延和可靠性要求极为苛刻的新应用和使用场景

METIS 根据这些场景总结出一系列极具挑战性的要求：

· 典型用户数据速率提高 10 到 100 倍。在拥塞的市区环境中，典型用户数据速率达到 1 到 10 Gbps

· 单位面积（每个用户）的移动数据量增加 1000 倍，单位面积（每个用户）的数据量将超过 100 Gbps/km2（500 GB/用户/月）

· 连接设备的数量增加 10 到 100 倍

· 低功率大规模机器通信的电池使用寿命延长 10 倍。在此类应用中，传感器或寻呼机等机器的电池使用寿命长达 10 年

· 支持超快速应用响应时间（例如触觉互联网）。端到端时延将小于 5 ms，并具有高度的可靠性

· 最重要的挑战是，如何用与当今蜂窝系统相同的单位面积成本和能耗，满足以上要求

METIS 作为第 7 个研究与开发框架计划（FP7）下的一个综合项目，由欧盟委员会提供联合资助。METIS 现在是全球 5G 论坛的新成员，该论坛还包括来自韩国和日本的成员。

布里斯托大学电气电子工程系无线通信系统教授 Andrew Nix 和无线系统工程教授 Mark Beach 正在开发信道测量和建模，以便对城市环境中的毫米波信道进行表征。为了在 2020 年开发出有效的 5G 网络，需要使用这些城市毫米波信道。

德国德累斯顿工业大学

Gerhard P. Fettweis，沃达丰首席教授

MWJ 文章链接 ― 5G 无线通信愿景

德累斯顿工业大学曾与沃达丰移动通信系统公司合作引领 3G 系统研究。沃达丰公司专注从事无线通信技术的前沿研究。他们对下一代系统的愿景是，以用户为中心，根据认知的未来使用模式提供所要求的系统特性：“物联网”。他们关于 5G 的愿景是，提供一种全新而且统一的空中接口，使蜂窝通信、短距离通信和传感器技术能够达到 10 Gbps 的数据速率和 1 ms 时延，同时简易传感器上的电池可以使用 10 年之久。

英国萨里大学通信系统研究中心（CCSR）

Rahim Tafazolli 教授

这个项目始于 2013 年，预计将花费大约 3500 万英镑（5600 万美元），其中英国政府资助大约 1160 万英镑，另外 2400 万英镑将来自多家科技公司，包括三星、华为、富士通欧洲实验室、西班牙电信欧洲分公司和 AIRCOM International。该项目组正在考虑扩大范围，并向英国政府提出进一步的建议。

““我们关注的是处理器、协议、算法和技术…...我们不会试图优化硬件实施 ― 这应该由行业来完成。我们已经开发了专业的技术” ― 引自 Tafazolli 教授。

他们的重点是通过检查以下项目，提供“足够快的速率，让用户产生容量无限大的感知”：

· 时延

· 能量效率

· 可扩展性

· 可靠性和稳健性

· 网络与设备之间的分配控制

· 许可频段与免许可频段之间的均匀性（包括广播）

· 密集信元技术

· 探索和了解新的频段

据称，新网络将具有很高的频谱效率和能量效率。它的速度也将有所提高，信元速度会迅速提升至 10Gbps。

CCSR 在英国久享盛誉，被行业评选为英国移动与个人通信虚拟研究中心的核心成员。CCSR 还深入参与了许多第 7 框架 IST 项目。

CCSR 过去和现在的工作和研究包括以下领域：

· 空中接口

· 认知网络和未来的互联网

· 认知无线电

· 无线接入系统优化

· 安全性

· 知识和数据工程

有英国和德国政府做后盾，并与欧盟的政策和目标保持一致，CCSR 和德累斯顿工业大学现在正紧密合作，全力推进研究工作。

美国联邦通信委员会（FCC）

2014 年 10 月 17 日，FCC 发布调查通知，继续考察 24 GHz 以上频段移动无线业务规定的可行性。

纽约大学理工学院（NYU-Poly）

Theodore（Ted）Rappaport 教授

Rappaport 教授在纽约大学理工学院主持两个项目的研究：NYU 无线和 WICAT。

NYU-WIRELESS

纽约大学理工学院的研究人员获得来自政府与企业的多方支持，正在推进目前第四代（4G）无线技术向 5G 蜂窝网络的演进。美国国家科学基金会（NSF）为团队提供了一笔名为“加速创新研究（AIR）”的数额达到 800,000 美元的奖金，同时企业赞助者与纽约州科学、技术与学术研究办公室（NYSTAR）也资助了 120 万美元，通过与纽约大学理工学院电信先进技术中心（CATT）的长期合作给予项目支持。团队还从企业赞助者那里获得了多个资助承诺，将有约 100 位参与研究的学生获得资金支持。

5G 项目将利用具有定向波束赋形的更小、更轻的天线，通过被较少占用的毫米波频谱实现信号从建筑物回弹，从而开发出更智能、更经济实惠的无线基础设施。它还能帮助开发更小、更智能的信元，支持设备合作共用频谱而非相互竞争。

今年年初，纽约大学举办了“布鲁克林峰会”，邀请了全球有关各方来分享他们的 5G 研究与愿景。您可以订阅查看大会议程。

先进技术无线互联网中心（WICAT）

WICAT 是一个由多个高校共同参与的研发中心，获得了美国国家科学基金会（NSF）行业/大学合作研究中心（I/UCRC）计划的资助。纽约大学理工学院是 WICAT 中的领导机构，由 Rappaport 教授担任主管。除纽约大学外，WICAT 中心在弗吉尼亚理工学院、位于奥斯丁的德州大学、奥本大学与弗吉尼亚大学都设有研究机构。

纽约大学理工学院 WICAT 的探索研究领域包括增加网络容量与终端电池寿命、增强网络安全，以及在无线网络中构建更高效运行的应用。弗吉尼亚理工学院的研究机构专注于软件定义的无线电与军事应用研究；奥本大学专注于电路设计与自动化研究；德州大学的重点研究方向是移动自组网与传感器网络；弗吉尼亚大学则开展视频识别、大数据问题和迅速重新配置无线网络问题的研究工作。

5G 论坛

5G论坛是一项立足韩国的计划，其参与成员来自政府、行业、运营商和大学，目标是通过领先的国际合作，研究可能的下一代无线网络技术，开发 5G 技术元件。论坛更广阔的愿景包括在真正互联的社会 — 构建公益组织结构和创建知识分享基础设施，开发和促进业务收益。

MiWEBA — 回程与接入的毫米波演进 — 获得公众支持的研究项目将毫米波技术引入移动无线电领域：

研究领域：

· 访问链接（毫米波小信元基站覆盖图）

· Fronthaul 链接（连接基础至其控制实体）

· Backhaul链接（连接基站至核心网络）

协调人包括：弗朗霍夫海因里希赫兹研究所工程博士 Thomas Haustein、东京工业大学博十 Kei Sakaguchi 和项目经理：Richard Weiler

中国

中国工业和信息化部在2012年2月成立了一个名为“IMT-2020（5G）推进组”的工作小组，中国正在寻求台湾共同参与这个项目。中国和 5G 论坛签署了一份谅解备忘录（MoU），两个组织将开展研究合作，并共同制定 5G 标准化提案。

中国拥有全球最大的 4G 网络，同时实现了频分双工（FDD）与时分双工（TDD）网络的高度融合。

东京工业大学与 DOCOMO

最近，东京工业大学携手 NTT DOCOMO 公司开展了一项联合户外实验，成功实现了分组传输上行链路约 10 Gbps的速率。在实验中，1 GHz 频谱中的400 MHz 带宽从移动站以约 9 km/h 的速率进行信号传输。通过相同频率的 8 个发射天线和 16 个接收天线，利用多路输入/多路输出（MIMO）技术实现了空间多路复用数据流。

高通的“1000x Data Challenge”演讲

高通的“1000x Data Challenge”演讲讨论了目前 4G 标准的三倍演进。演讲中提到的研究项目包括 3GPP releases 12 技术规范、超越交互网络、异构网络、自组织网络的研究，以及稳步增加信元尺寸。请前往 www.qualcomm.com/1000x 查看演讲材料与讨论。

加州大学圣迭戈分校的无线通信中心（CWC）

中心致力于开展跨学科研究与培训项目，满足蜂窝与无线通信行业的新兴需求。中心感兴趣的研究主题包括低功耗电路（射频、模拟和数字）、智能天线、通信理论（包括语音、视频和图像压缩）、通信网络（包括管理和控制策略、语音分享战略）、多媒体应用。中心的主管是 Alon Orlitsky 教授，副主管是 Dan Sievenpiper 教授。

三星

三星电子最近宣布了一项具有突破性的无线网络技术，称为“5G”。在声明中，三星表示其研究人员“成功开发出全球首个适用于毫米波 Ka 频段蜂窝通信的自适应阵列收发技术。”

测试传输达到超高的 28GHz 频率，与 4G 网络频率相比，提供了更高带宽。高频能够传输更多数据，但缺点是可能被建筑物阻隔，在远程传输时信号强度受损。

三星表示，毫米波频段与传统无线频谱相比，具有更高的频率，它的自适应阵列收发技术使用 64 个电线单元，是改善毫米波频段微弱传播特性的切实解决方案。公司表示“计划加速 5G 移动通信技术的研发工作，包括毫米波频段的自适应阵列收发器”。

三星标准化与工业事务部英国地区负责人 Howard Benn，根据英国研发机构的成果，于今年 9 月在布里斯托尔大学举办了一场演讲，并在现场展示了三星的 5G 毫米波技术。Benn 还是萨里大学 5G 创新中心的指导委员会成员和欧洲电信标准协会（ETSI）委员会成员。

英特尔与大学的合作

英特尔公司已经与众多顶尖高校建立研究合作关系，将共同探索下一代无线网络技术。英特尔将投入至少 300 万美元来支持包括斯坦福大学、印度理工学院德里分校和庞培法布拉大学在内的超过 10 所高校的无线研究工作。研究工作将专注于如何通过上下文感知、提高无线设备功效、支持新的无线电频谱来提高业务质量。

华为

华为与渥太华市签订了为期五年的合同，将在此地投入 8000 万美元建造新的 5G 研发中心并提供超过 150 个工作岗位。这是华为承诺在全球建立 10 所“全球技术与金融卓越中心”中的一所。

华为轮值首席执行官徐直军最近主持了在中国上海举办的 2014 年全球移动宽带（MBB）论坛第二天的活动，该论坛获得了 GSMA 和工业和信息化部电信研究院的支持。他在论坛上呼吁对 5G 定义和技术进行深入讨论。

他表示，5G 有望提供更佳的移动宽带体验，满足高频率、高峰值速率、海量连接和 1 毫秒延迟要求，使运营商网络能够支持更多连接，推动移动宽带行业的发展。

他还提到，华为还将加大在 5G 方面的投入，与行业生态系统紧密合作，推进移动物联网（MoT）发展，通过公用网络发现 5G 需求并促进 5G 行业的发展。

华为最近宣布了一项与新加坡 SingTel 合作的 5G 联合创新计划，以及一项与英格兰吉尔福德萨里大学合作的 5G 测试台计划。华为还计划与俄罗斯运营商 MegaFon 合作建设 2018 年世界杯足球赛 5G 试验网，以期满足大众的在两年后的 2020 年实现 5G 商业化的愿望。

博通

博通已经开始销售一系列 802.11ac 兼容无线 LAN 芯片，营销名称为“5G WiFi”。使用此芯片的设备在与当前 802.11a/b/g/n 产品具有相同传输距离的情况下，能够达到 1 Gbps 的数据传输速率。芯片可用于众多新型无线路由器、PC、平板电脑与智能手机。

下一代移动网络（NGMN）联盟

NGMN 联盟是一个运营商、厂商、研究机构与高校共同参与的合作组织。今年年初，NGMN 委员会 — 由来自 20 家领先的国际运营商的首席技术官组成 — 在一本行业白皮书中表明，NGMN 未来的工作重点将放在定义 5G 端到端需求上。这个全球团队致力于定义运营商的诸多需求，支持他们实现到2020 年 5G 标准化与随后的商用目标。他们于 9 月在一个国际研论会上发表了首项成果。

IWPC

IWPC 的目标是加速全球知识资本合作，提供对关键技术、市场和生态系统演进的未过滤的实时洞察。

由于新的无线产品与技术开发迅速（通常按月计算），供应链上下游通常需要尽快获悉重要信息和需求。

为此，IWPC 通过为掌握第一手信息的专家提供交流平台来促进需求、见解、解决方案的沟通与讨论，让供应链所有层级的参与者都能相互学习沟通。

IWPC 5G 白皮书：超大容量网络的演进与颠覆式发展蓝图

汽车行业

汽车制造商与移动网络运营商合作，已经开始为客户提供“连接的汽车” — 这意味着移动 WiFi 热点和更多应用可能，包括远程信息处理、路边援助、年青司机保险验证和车队管理。众多汽车制造商（包括奔驰、福特、沃尔沃、大众和丰田）、高科技企业（谷歌、英特尔等）与网络运营商正在投资进行未来汽车技术的研究。未来连接的汽车会更加专注安全性、效率与环保，能够为司机主动、实时地提供各个路口的交通信息。它们的终极目标是无人驾驶车辆，只需输入目的地就可完成旅程。想要使这一概念成为现实，车辆到车辆、车辆到道路、车辆到基础设施的数据交换就要达到关键任务网络的可靠性要求，同时为下一代网络设计制定新范例。

是德科技

是德科技测量与应用专家正在与行业专家一起对 5G 日益增长的复杂性进行预测，使行业能够加速新技术的开发。

是德科技提供了一整套模拟与测量工具，为您提供对当前 5G 研究的深刻洞察。矢量网络分析仪可以深入分析和测试毫米波元件，例如用于波束控制和 MIMO 的天线阵列单元。SystemVue 提供了一个系统级设计自动化环境，将先进数字信号处理技术应用到射频上，以便加快物理层通信系统的设计和验证。是德科技刚刚为SystemVue推出了首个5G 探测程序库。是德科技的软件与测量产品结合，可为下一代通信系统的建模、实施和验证提供可扩展的环境。在设计向实际硬件转换时，软件使用仿真模型并逐步整合更多的测量，可在项目最初进行虚拟系统验证。它还可以与是德科技信号源搭配使用，生成复杂的任意波形，以测试实际的理论信道模型。SystemVue还能与 Keysight 89600 VSA 软件搭配使用，后者提供了完整的工具集，能够与一系列信号分析产品共同使用来执行解调和矢量信号分析。借助测量、仿真、信号生成和分析工具，用户可对下一代通信系统中先进设计的元件和信号进行细致入微的分析。

请访问是德科技网站：keysight.com.cn/find/5G

，查看可用于 5G 的最新解决方案。

2. 为客户创造价值

5G 网络将会开启新的商业模式，谁先抓住机会，谁就能占据领先优势。

是德科技通过更早地与制定标准的技术领导者合作，使得自身能够更全面、更深入地理解和掌握复杂的 5G 技术，从而成为客户值得信赖的顾问和测试测量领导者。利用是德科技领先的测试、测量和可视化解决方案，客户可以突破复杂的技术难关，全面、彻底地洞察市场动态，通过不断创新加速推动业务转型，在 5G 时代立于不败之地。以下商业案例介绍了是德科技如何为客户创造价值。