Почему 5g не предназначен для пользователей мобильных телефонов

После того, как сети 2G уступили 3G, сети 3G уступили 4G, и поэтому можно ожидать, что сети 5G заменят 4G LTE. Но это вряд ли произойдет, или, по крайней мере, не в ближайшее время, по мнению ряда ораторов в Бруклине 5G встреча на высшем уровне в на прошлой неделе Тандонская школа инженерного искусства Нью-Йоркского университета.

Вместо этого ораторы, с которыми я разговаривал, объяснили, что 4G, как ожидается, станет основой или опорой для сетей, которые будут развиваться в будущем, и, скорее всего, останутся тем способом, которым большинство из нас будет получать наши мобильные данные, причем 5G будет использоваться для дополнения 4G и предоставить данные для других приложений.

«5G - это первая G, которая не заменит предыдущую», - сказал Тод Сизер, который возглавляет исследования в области мобильной радиосвязи в Bell Labs. По словам Сайзера, современные решения 4G LTE очень хорошо работают для передачи голоса, веб-серфинга и даже видео, но новые сети 5G обеспечат большую гибкость для таких приложений, как управление машинами на заводе, повышение надежности по сравнению с Wi-Fi и повышение задержки. чем LTE. Но он сказал, что такие сети, вероятно, будут использовать как 4G, так и Wi-Fi и добавят новые возможности на вершине.

Большая разница на саммите этого года, по сравнению с предыдущими встречами, заключается в том, что в настоящее время отрасль «переходит от того, к чему», сказал Сизер, поскольку спецификации для 5G становятся более согласованными, хотя приложения не так ясны.

Кен Будка из Bell Labs Consulting рассказал о том, как 5G обеспечит «следующую промышленную революцию», которая будет достигнута путем объединения цифровых интерфейсов и датчиков на устройствах и машинах с достижениями в области машинного обучения и искусственного интеллекта - и все это в будущей сети.

Ключом к этому, сказал Будка, является преобразующая сила услуг с низкой задержкой. Некоторые приложения требуют высокой пропускной способности, а другие требуют низкой задержки, но большинству не нужны оба, за исключением VR и AR.

Будка отметил, что в целом 5G будет стремиться обеспечить задержку от одной до трех миллисекунд по сравнению с примерно 100 миллисекундами в 4G. Это важно для ряда приложений. Например, Будка сказал, что в автомобиле, движущемся со скоростью 100 километров в час, разница в задержке от 1 мс до 100 мс равна половине длины автомобиля. Он также перечислил другие приложения, в том числе промышленную робототехнику, 3D-печать в строительстве, кооператив робот управление беспилотниками и дистанционное управление, при которых люди управляют устройствами из удаленного места.

С точки зрения дизайна, он говорил о традиционной базовой сети, которая отлично работает для 4G и большинства приложений, но что для таких приложений, как VR / AR и управление системой, потребуется «пограничное облако», где задержка имеет решающее значение.

5G Новое радио

Дурга Маллади, старший вице-президент по разработке в Qualcomm Technologies, рассказала о 5G как о «объединяющей фабрике соединений», обслуживающей три широких сегмента приложений с совершенно разными потребностями. Усовершенствованная мобильная широкополосная связь требует повышенной скорости для некоторых приложений и способности обрабатывать больше людей, использующих больше данных каждый год. Для крупной сети Internet of Things большинство устройств используют очень мало данных, но постоянное низкое энергопотребление является ключевым, так как эти устройства должны годами работать на маленьких батареях. И у вас также будут критически важные службы, которые не обязательно используют много данных, но требуют очень низкой задержки.

Маллади говорил о продолжении использования 4G в качестве базы для обеспечения основной мобильной широкополосной связи соединения, и использование стандарта 5G New Radio для спектра выше и ниже того, что обычно используется для 4G, чтобы помочь в основных случаях, а также для обеспечения новых применений. Это включает в себя полосы ниже 6 ГГц для обеспечения большего охвата мобильной связи и диапазоны мм-волн, такие как полосы 28 и 39 ГГц, которые обеспечивают широкополосную связь на коротких расстояниях, поэтому они используются в начальных фиксированных развертываниях, но могут также использоваться в развертываниях на мобильных устройствах.,

Ключевые технологии в 5G New Radio включают в себя Massive MIMO (который включает в себя использование нескольких антенн), надежную поддержку mmWave, расширенное кодирование каналов и DFT-распространение, а также сигналы на основе OFDM для загрузки и выгрузки. Как автономные, так и автономные версии стандартов 5G находятся на пути к утверждению в следующем году (как часть спецификации 3GPP R15), причем первые развертывания ожидаются в 2019 году.

Большая часть разговоров на саммите была посвящена стандарту 5G New Radio, и многие обсуждали специфику многих технологий, включая подробности о множестве форм сигналов MIMO.

Микаэль Хёк, директор по исследованиям в области радиоэлектроники для Ericsson Research, рассказал о том, что новое радио необходимо для новых случаев использования, включая широкополосную связь и мультимедиа везде, сенсорные сети, интеллектуальные транспортные средства, управление обслуживанием и удаленные устройства. Он сказал, что стандартизация в полная скорость на новой временной шкале, и что она будет иметь "перспективные" крючки, чтобы учесть будущую эволюцию.

Хёк сказал, что принципы, лежащие в основе дизайна новой радиостанции, включают гибкость спектра, низкую задержку, луч-ориентированную конструкцию, возможность подключения и взаимодействие во всех диапазонах спектра.

Многие технические подробности, описанные Хёком, были интересны, особенно в том, как система спроектирована для использования в различных случаях. Например, он включает в себя адаптацию полосы пропускания, поэтому он может прослушивать с использованием узкой полосы пропускания, но переключаться на широкую полосу пропускания при получении больших объемов данных, тем самым экономя энергию. Другие методы используются для обеспечения низкой задержки и того, что он назвал URLLC («Ультра-надежная связь с низкой задержкой»).

На других сессиях по новому радио Huawei Fellow Peiying Zhu выступил с докладом форма волны , нумерология и канальное кодирование. Она рассказала о многих изменениях, необходимых для нового радио, а также о необходимости сосуществования LTE. Позже Чжу присоединился к Хёку и другим участникам панельной дискуссии. Хёк сказал, что есть варианты использования и развертывания нового радио, поэтому мы знаем, что технология работает, но что использование новых сервисов все еще под вопросом.

Докомо Кейнот

Seizo Onoe, технический директор и EVP NTT DOCOMO, в целом положительно 5G, но, возможно, был наиболее реалистичным в отношении проблем, с которыми он сталкивается.

Оное сказал, что экономика 5G - это «слон в комнате», так как технология потребует использования множества маленьких ячеек, и она вызовет интенсивную модернизацию магистральных сетей и магистральных линий, и, следовательно, значительные капитальные затраты. Но, по его словам, эффективность 5G обещает увеличение емкости данных без увеличения капитальных затрат - и, в частности, привел использование Massive MIMO и других технологий, а не просто представление об услуге как о «горячей точке» для дополнительного использования.

Оное сказал, что он не беспокоится о фрагментации из ранних версий и сказал, что лидеры должны взять на себя ответственность за совместимость. Он добавил, что DOCOMO планирует внедрение в 2020 году, и этого времени достаточно, чтобы установить стандарты.

Однако Оноэ дал два «темных предчувствия». В беспроводной технологии предыдущее поколение часто процветает непосредственно перед запуском следующего, как это произошло с усовершенствованным 3G (HSPA +) перед запуском 4G LTE. Это может произойти в этот раз, сказал он. Кроме того, отрасль исторически добивалась больших успехов только с четными поколениями, и Оное задается вопросом, нужно ли отрасли ждать, пока 6G получит все, что хочет.

Тем не менее, Onoe сделал положительный вывод и сказал, что, хотя существует много мифов о 5G, он считает, что индустрия должна «встать на путь 5G» и создавать новые бизнес-модели посредством сотрудничества между отраслями.

Прогресс в развертывании 5G

Дейв Уолтер, AVP по радиотехнологиям и архитектуре RAN в AT & T, рассказал о том, как компания хочет ускорить развертывание, при этом соблюдая стандарты, а также обсудил различные тесты, которые компания провела.

Уолтер отметил, что декабрьский крайний срок для автономного 5G-NR (стандарта, который использует LTE в качестве якоря) имеет решающее значение, поскольку в нем задействованы все компоненты, влияющие на аппаратное обеспечение, и он необходим, чтобы поставщики кремния могли начать разработку микросхем. Идея состоит в том, чтобы обеспечить совместимость с автономной версией, когда она будет завершена в июне 2018 года. По словам Уолтера, AT & T надеется на развертывание стандарта 5G New Radio (NR) на основе стандартов уже в декабре 2018 года, скорее всего, сначала с использованием фиксированной беспроводной связи, но с мобильностью, чтобы следовать вскоре после. Тем не менее, остается ряд деталей, которые предстоит решить, отметил он.

Уолтер описал, как это будет развиваться с течением времени: вероятно, сначала будет использоваться фиксированная беспроводная связь, затем произойдет обновление ядра следующего поколения, а затем - широкое развертывание 5G. Он сказал, что AT & T будет отдавать приоритет автономному режиму, и, хотя он заинтересован в автономном 5G, эти усилия потребуют времени. Он отметил, что в США нет 5 кГц спектра, доступного для 5G, за исключением около 3, 5 ГГц, что имеет другие проблемы. (В настоящее время он используется для Министерства обороны и фиксированных спутниковых служб, которые теоретически могли бы разделять спектр.)

В то же время AT & T больше всего интересуется частотой 39 ГГц и в сотрудничестве с Ericsson и Intel провела ряд стационарных и мобильных испытаний на частотах 28 ГГц и 39 ГГц, используя такие методы, как автоматическое отслеживание луча и массивный MIMO.

У меня была возможность спросить Уолтера о том, когда он подумал, что мы увидим поддержку 5G в мобильных телефонах, и он сказал, что, возможно, придется подождать 3GPP Release 16 (в отличие от стандартов Release 15, находящихся в стадии разработки). Но он сказал, что большим преимуществом 5G для мобильного широкополосного доступа является его высокая плотность, которая обеспечивает лучший опыт, когда все больше людей одновременно смотрят видео, а также делает мобильную дополненную реальность и виртуальную реальность работай намного лучше.

В ходе панельной дискуссии было ясно, что у разных операторов по всему миру разные взгляды. YongGyoo Lee, SVP для Korea Telecom, говорил о готовности спецификаций, чтобы он мог предложить некоторые услуги 5G для зимних Олимпийских игр 2018 года (хотя, похоже, что большая часть этого будет предстандартной технологией). Точно так же Onoe из DOCOMO говорило о том, что система будет работать на летних Олимпийских играх 2020 года.

Однако Франк Сейзер, вице-президент по технологическим инновациям в Deutsche Telekom AG, сказал, что не видит драйверов для автономного 5G, как предлагается в настоящее время, и добавил, что европейские операторы не имеют ни фиксированного беспроводного спектра, который американские операторы хотят использовать, ни стимула Олимпиады. это за рулем японских и корейских операторов.

На слайдах, представленных позже на саммите, Seiser выдвинул идею облачной архитектуры с гораздо большей виртуализацией сетевых функций и сервисной архитектурой, но опасается, что разрабатываемые текущие стандарты версии 15 не обеспечивают эти функции. По словам Сейзера, для реализации концепции 5G необходим совместный промышленный толчок к созданию гораздо более инновационной архитектуры системы 5G. На данный момент, по словам Сейзера, он мало видит, что вы можете добиться большего успеха в 5G против LTE, и что это может быть 6G, прежде чем мы решим это.

В то же время, почти всем понравилась идея использовать автономный 5G, и все указали, что пройдет какое-то время, прежде чем любой из существующих LTE спектр будет использоваться для 5G.

Майкл Дж. Миллер - директор по информационным технологиям в частной инвестиционной фирме Ziff Brothers Investments. Миллер, который был главным редактором журнала PC Magazine с 1991 по 2005 год, пишет этот блог для PCMag.com, чтобы поделиться своими мыслями о продуктах, связанных с ПК. Никакой инвестиционный совет не предлагается в этом блоге. Все обязанности не принимаются. Миллер работает в частной инвестиционной фирме, которая может в любое время инвестировать в компании, чьи продукты обсуждаются в этом блоге, и не будет разглашаться информация о сделках с ценными бумагами.