TI公司

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5G
——下一波人物互聯(lián)的新浪潮

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全新的應用和數(shù)據(jù)密集型內(nèi)容正在利用無線通信電路進行快速傳輸。流媒體和基于云端的服務占據(jù)了高達80%的無線基礎設施有效載荷。而即將到來的更高分辨率視頻內(nèi)容也將進一步推動對于更高帶寬的需求。

無線連接正在迅速取代很多不同形式的電纜連接。在世界上的很多地方，無線是寬帶訪問的主要方式。此外，很多便攜式設備不再提供USB或顯示接口，而是將所有通信都交給了無線通信電路。我們也看到，越來越多的設備通過無線實現(xiàn)了彼此間的通信，同時無需過多的人為干預。在工業(yè)和商業(yè)應用以及其他無線傳感器網(wǎng)絡中，機器類型通信的部署正在不斷增加。

因此，在推動5G標準這項突破性技術的進程中，有兩個主要因素：首先，優(yōu)化和增強現(xiàn)有無線用例，以便將網(wǎng)絡容量提升百倍以上。其次，將延遲降低10倍，以支持諸如機器型、車輛通信和其他任務關鍵型低延遲應用等全新服務。在本文中，我們將回顧5G標準的部分要求和發(fā)展前景，闡述其所帶來的影響，并介紹TI針對未來無線基礎設施的強大產(chǎn)品組合。

下一代5G無線網(wǎng)絡的4個主要屬性

容量提升和頻譜效率：從2014年到2020年，全球無線數(shù)據(jù)需求預計將增加30倍。為了滿足如此迅速地增長，5G標準將實現(xiàn)10倍容量提升和3倍頻譜效率作為目標。頻譜的價格不菲同時相對稀缺，近期的平均價格為每人每MHz 2美元。5G標準將使用現(xiàn)有的已許可和免執(zhí)照頻段，以及蜂窩頻段中低于6 GHz的全新頻譜和毫米波頻率。此外，它還將部署頻譜共享、大量天線、小基站技術和多頻段聚合等眾多先進技術，以高效地在全新服務中利用價格相對高昂的頻譜。

發(fā)展、靈活和異構：全新的5G標準將需要具有一定的靈活性，以跟上不斷發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)和全新應用。便攜式設備、新興汽車通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和其它設備上的全新移動應用及服務對于延遲和帶寬的需求也在發(fā)展。5G將從現(xiàn)有蜂窩標準的演變中受益。此外，它將在已許可與免執(zhí)照的頻帶中協(xié)調(diào)和優(yōu)化現(xiàn)有的無線電線路，其中包括WiFi以及針對那些超密集區(qū)域，在毫米波頻譜內(nèi)的全新無線電技術。

服務質(zhì)量：未來的無線系統(tǒng)有望解決通話中斷、覆蓋范圍差、下載速度慢等長期困擾用戶的問題。針對不同應用的服務質(zhì)量措施會有很大差異。高可靠度車輛或機器型通信中的低延遲、流媒體視頻中的高數(shù)據(jù)帶寬以及用戶所需的良好覆蓋范圍對于無線服務的廣泛采用至關重要。

能效：對于消費者和服務供應商而言，便攜式設備更長的電池使用壽命和“綠色”訪問點的能效十分關鍵。很多M2M網(wǎng)絡具有相對較低的工作周期和數(shù)量巨大的節(jié)點，而需要更高峰值數(shù)據(jù)速率的視頻流反之卻擁有更少的節(jié)點。因此，一個自適應無線資源分配可以優(yōu)化配置，從而提高能效。

實現(xiàn)5G的創(chuàng)新

在未來的很多年里，5G架構將繼續(xù)在網(wǎng)絡、無線訪問和物理層不斷發(fā)展。其對于增強型和突破性服務的實現(xiàn)需要所有層級的創(chuàng)新。在TI，我們擁有覆蓋多種創(chuàng)新型產(chǎn)品組合的廣泛研發(fā)項目，它們將推動5G無線電的發(fā)展。例如：

① 高速數(shù)據(jù)采集：5G寬廣的帶寬以及多無線電的特性需要一系列的寬帶超高速ADC和DAC，以提供最大的靈活性和一個支持多個頻段和標準的穩(wěn)健前端。

② 具有大量MIMO的先進RF域處理：5G中功率放大器、天線、濾波器和匹配電路的數(shù)量可以高達64個或更多。這些組件在效率和集成方面的提升對于無線電的總體能效和性能十分關鍵。

③ 時鐘和定時：高速數(shù)據(jù)采集和高性能、寬多頻段無線電需要超低抖動的定時和頻率基準。5G無線電的頻譜捷變特性進一步加劇了對于快速鎖定基準的需求。

④ 毫米波技術：具有大量天線，頻率在27 GHz和以上的高集成度多輸入多輸出 (MIMO) 無線電是5G系統(tǒng)的關鍵。

⑤ 電源管理：針對下一代無線電的智能電源管理為分布式電源管理提供了遠程監(jiān)控和通信，以及針對可變負載和流量的由自適應重配置優(yōu)化供電。

無縫和無處不在的互聯(lián)互通將繼續(xù)成為經(jīng)濟發(fā)展的主引擎，并提供了前所未有的商機。它還會對社會互動與全球化產(chǎn)生深遠的影響。此外，新興的機器型通信將會在很多細分市場內(nèi)帶來更高的生產(chǎn)率和效率。突破性創(chuàng)新對于這個愿景的實現(xiàn)是不可或缺的。