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诺基亚贝尔实验室:毫米波技术显著提升5G系统性能

2016-06-08 14:38
雷本祖
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  第一届全球5G大会近日召开,在本次大会上,5G频谱再次成为诸位专家热议的话题:在频谱资源日益稀缺的今天,5G可选择的频段非常有限,并且分布范围从400MHz一直到100GHz,覆盖范围非常广,如何选择频段,尤其是如何提升高频段资源的效率成为5G频谱的关键问题。

  就在本届大会召开前夕,诺基亚贝尔实验室中国宣布,其在高速无线传输及毫米波频谱使用方面实现突破,这一技术成果能够确保在无线传输海量数据文件时较现有技术更经济高效。

  数字化需求爆发式增长

  距离2009年12月北欧运营商TeliaSonera在瑞典和挪威推出全球首张4G网络只过去了6年多时间,我国从2013年底发放4G牌照至今也只经过了两年多时间,那么现在就开始着手研发5G,是否有些为时过早?

  诺基亚贝尔实验室下属贝尔实验室咨询部门(Bell Labs Consulting)近期发布的一份研究报告显示,个人及商务用户对移动内容的渴求正在与日俱增,服务提供商必须不断加大对5G、云技术等领域的投入,否则将无法应对并满足用户需求。

  通过对流媒体、计算、存储、游戏及通信等五大应用领域展开深入研究,贝尔实验室咨询部门认为,未来数年间,音视频数据流将持续增长,在数据流量增量中占据最大占比,到2020年时这一数字将达到79%。

  贝尔实验室咨询部门的模型显示,到2020年,Wi-Fi可以满足全球预计67%的消费需求,还有14%的需求则会随着当前3G、LTE、小型基站的普及和5G等新技术的出现而得到满足,剩下19%的需求则因为当前及预期经济情况局限而无法得到满足。因此,网络运营商需要加速发展NFV、SDN等5G和云技术,并采用新的商业模式,以解决需求缺口问题。

  同时,物联网需求也在急剧增长。贝尔实验室咨询部门预计,到2020年,物联网连接设备的数量预计将由2014年的16亿个增长至2020年的200亿到460亿个之间。其中,蜂窝物联网设备将在2020年达到16亿到46亿个之间。

  “运营商需要加速发展5G和云技术,以满足2020年的全部消费需求。”诺基亚通信中国和上海贝尔联合管理团队执行副总裁、技术与创新负责人桂洛宁博士表示。

  毫米波技术促进5G发展

  全球5G大幕已经开启,5G标准化研究工作目前正在紧锣密鼓地进行当中,在空口和无线技术方面,全球各大设备商和运营商也提出了很多创新技术,实现了突破性进展。但是,一个相对棘手的问题是,随着频谱资源的日益稀缺,如何协调频谱资源分配,如何在实用高频段资源时充分地扬长避短?

  众所周知,5G时代大量的可用频谱出现在6GHz以上的高频段范围,而在高频段范围通信,信号会相对变弱,因此可能需要在不同频段之间进行组合以满足不同需求。此外,高频段从室外到室内传播时,会因为建筑物遮挡和出现信号无法绕射的问题,一堵水泥墙都可能成为5G电磁波不可逾越的障碍。那么,如何提升高频段资源的传输性能?

  诺基亚贝尔实验室中国近日宣布,其在高速无线传输及毫米波频谱使用方面实现突破,这一技术成果能够确保在无线传输海量数据文件时较现有技术更经济高效。

  诺基亚贝尔实验室中国通过在毫米波波段上使用大规模MIMO技术(多输入多输出技术),实现了显着的容量改善及相关效率的提升。通过峰值传输速率超过50Gbps的原型机,诺基亚贝尔实验室中国在28GHz毫米波频段上成功实现了高达100bps/Hz的频谱效率,其传输速率可以让用户在8秒内完成多部高清电影的下载。这一技术成果为5G网络运营商实现触觉互联网、超低时延高清虚拟现实(HD-VR)等未来应用的业务创新提供了基础。

  谈到此次突破性创新,桂洛宁博士表示:“通过实现超过100bps/HZ的高效频谱使用率及50Gbps的峰值速率,贝尔实验室中国相信,在即将来临的5G时代,我们能够为客户及终端用户创造巨大价值。贝尔实验室中国在无线及固定通信领域的颠覆性研究,将对超高带宽、超低时延及大规模连接的5G网络未来产生重大影响,推动虚拟现实、无人驾驶汽车及触觉互联网等重要5G应用的发展。”

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