5G产生背景及性能
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第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术,是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟(ITU)定义了5G的三大类应用场景,即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。
增强移动宽带(eMBB)主要面向移动互联网流量爆炸式增长,为移动互联网用户提供更加极致的应用体验;超高可靠低时延通信(uRLLC)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求;海量机器类通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。为满足5G多样化的应用场景需求,5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标,其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征,用户体验速率达1Gbps,时延低至1ms,用户连接能力达100万连接/平方公里。深圳从2017年10月开通首个5G试验站点以来,5G产业链发展快速推进。
移动通信延续着每十年一代技术的发展规律,已历经1G、2G、3G、4G的发展。每一次代际跃迁,每一次技术进步,都极大地促进了产业升级和经济社会发展。从1G到2G,实现了模拟通信到数字通信的过渡,移动通信走进了千家万户;从2G到3G、4G,实现了语音业务到数据业务的转变,传输速率成百倍提升,促进了移动互联网应用的普及和繁荣。当前,移动网络已融入社会生活的方方面面,深刻改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。4G网络造就了繁荣的互联网经济,解决了人与人随时随地通信的问题,随着移动互联网快速发展,新服务、新业务不断涌现,移动数据业务流量爆炸式增长,4G移动通信系统难以满足未来移动数据流量暴涨的需求,急需研发下一代移动通信(5G)系统。5G作为一种新型移动通信网络,不仅要解决人与人通信,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验,更要解决人与物、物与物通信问题,满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。
2016年1月,中国5G技术研发试验正式启动,于2016-2018年进行实施,分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段。2016年5月31日,第一届全球5G大会在北京举行。本次会议由中国、欧盟、美国、日本和韩国的5个5G推进组织联合主办。工业和信息化部部长苗圩出席会议并致开幕词。苗圩指出,发展5G已成为国际社会的战略共识。5G将大幅提升移动互联网用户业务体验,满足物联网应用的海量需求,推动移动通信技术产业的重大飞跃,带动芯片、软件等快速发展,并将与工业、交通、医疗等行业深度融合,催生工业互联网、车联网等新业态。
最终,5G将渗透到经济社会的各行业各领域,成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。深圳职业技术学院集成电路研究院王勇、滕超、章晨三位教师参与了华为2012实验室的“PCB板材界面特性研究项目”课题研究,主攻面向5G的高频PCB板中设计的界面粘接的机理问题。2020年,课题组研究成果缩短了产品测试和验证的迭代周期,解决了5G通信基站建设中的“卡脖子”问题。敢闯敢试、敢为人先、埋头苦干的特区精神,激励着深圳职业技术学院教师在各自研究领域勇当新时代的“拓荒牛”。
1.峰值速率需要达到10-20Gbit/s,以满足高清视频、虚拟现实等大数据量传输。2.空中接口时延低至1ms,满足自动驾驶、远程医疗等实时应用。3.具备百万连接/平方公里的设备连接能力,满足物联网通信。4.频谱效率要比LTE提升3倍以上。5.连续广域覆盖和高移动性下,用户体验速率达到100Mbit/s。6.流量密度达到10Mbps/m2以上。7.移动性支持500km/h的高速移动。