5G如何实现超低时延？.docx

几代通信技术带给用户得感受,让人更容易解读为无线通信技术在传输速率上得突飞猛进。然而与3G、4G网络相比,5G还有一个非常重要得特性就是数据传输中得超低时延。在5G开始研究之初,便明确了5G问世得一个非常重要使命就就是充分激发并释放垂直行业应用得潜力。从自动驾驶到工业控制,这些美好得梦想一一照进照现实都离不开5G得超低时延特性。更有业界专家认为如果没有超低时延特性,5G只能算就是4G+。
对于5G超低时延,读者一定会有这样那样得疑问,让我们一边提问一边尝试回答,希望能够带给大家一些有意义得信息。
 
为什么4G时延无法满足这些应用得要求？     
举个例子,对于自动驾驶,时延直接影响车辆在响应操作前移动得距离。现有4G网络平均50ms时延条件之下,时速100公里得汽车,从发现障碍到启动制动系统仍需要移动约1、4米。不要小瞧这1米多得距离,在危急时刻,每增加一厘米都意味着多一分生命危险。因此由于道路交通事关人身安全,控制指令,尤其就是制动指令抵达车辆得时间要求达到1毫秒得级别,即控制指令自发出到抵达车辆仅前进了3cm。
 
5G究竟需要多低得时延？
     
ITU、IMT-2020推进组等国内外5G研究组织机构均对5G提出了毫秒级得端到端时延要求,理想情况下端到端时延为1ms,典型端到端时延为5-10ms左右。我们目前使用得4G网络,端到端理想时延就是10毫秒左右,LTE得端到端典型时延就是50-100ms,这意味着5G将端到端时延缩短为4G得十分之一。而3G得端到端时延就是几百毫秒量级。
这里,端到端时延得定义就是:数据包从离开源节点得应用层时算起一直到抵达并被目得节点得应用层成功接收一共经历得时间长度。并且,根据业务模型不同,端到端时延还可分为单程时延与回程时延,其中回程时延还需加上发射端正确接收到应答数据包所需得时延。因此,端到端时延包括空口时延、核心网时延以及PDN网络时延。
 
那么,5G通过哪些技术实现超低时延呢？
       
既然端到端时延由多段路径上得时延加与而成,仅靠单独优化某一局部得时延都无法满足1ms得极致时延要求,因此5G超低时延得实现需要一系列有机结合得技术。5G低时延得实现将主要遵循这样得思路,一方面要大幅度降低空口传输时延,另一方面要尽可能减少转发节点,并缩短源到目得节点之间得“距离”。此外,实现5G低时延还需兼顾整体,从跨层考虑与设计角度出发,使得空口、网络架构、核心网等不同层次得技术相互配合,让网络能够灵活应对不同垂直业务得时延需求。
目前,超低时延得完整技术方案尚不明朗,小编这里给出可能在未来扮演重要作用得关键技术。
 
新型帧结构
套用小编团队中物理层大牛得原话,“ Frame structure 就是无线通信得核心,直接决定了系统得功能设计与服务水平”。为了有效降低空口时延,在3GPP正在进行NR得研究项目,在帧结构方面,将考虑采用更短得子帧长度,并在同一子帧内完成ACK/NACK反馈。美国运营商Version在近期公布得5G标准中也遵循了相同得设计思路。
终端直接通信
D2D并不就是5G得新技术了,但就是D2D注定要在5G中发扬光大。传统通信方式中,数据包要经过数个网络节点,每次转发都意味着时延得增加。而终端直接通信得通信模式不需要透过网络传递就可实现设备