带你读《6G需求与愿景》第二章现有 5G 网络的分析与挑战2.3 5G 网络存在的不足与挑战(一)

简介: 《6G需求与愿景》第二章现有 5G 网络的分析与挑战2.3 5G 网络存在的不足与挑战

2.3  5G网络存在的不足与挑战


当前,5G网络基本上满足了陆地通信系统面向个人的基本通信需求。但面对立体化信息建设需求,5G系统尚不能实现全方位、立体化的多域覆盖,仍然存在一些问题难以解决[6]。首先,未来的新应用可能需要高达太比特每秒Tbit/s)的数据速率;其次,随着未来物联网设备的指数倍增长和扩展,进一步提高5G物联网的连接能力和覆盖范围已迫在眉睫;最后,无线网络必然是超大规模的,并且在用户需求、无线资源、流量负载、网络拓扑等方面具有复杂/多维/动态特性,目前,预设式的网络配置/优化不再适用于未来的无线网络。因此,目前的 5G网络在广域和深度覆盖、垂直行业应用和高密度接入等场景下均难以满足长远发展的需求,需要新的网络架构的支撑。

综合以上各个方面的分析,当前的 5G网络仍然面临如下挑战。

(1)速率难以再提升

已有的 5G网络架构支持的数据传输速率将难以达到太比特每秒量级以上,难以满足未来全息通信、全感官通信、触觉互联网等应用的需求。因此,需要在无线接入网和核心网络引入新的超高带宽传输技术,以提供更高速率的网络服务。

(2)网络架构不匹配

已有 5G网络架构没有完整的协同传输框架,多域网络之间相对独立,难以满足空天通信、空地通信及海域通信的全方位立体化的多域和跨域传输及覆盖需求。

(3)频率资源缺乏

由于低频段频率资源已经用于建设 2G3G4G网络,留给 5G网络的低频资源已经极为缺乏。因此,当前5G无线网络的建设是以高频资源为主的。虽然5G网络建设并非完全没有中低频资源,但当前可用的中低频资源仅剩200MHz,而且还

需要满足3家运营商的应用需求。严重缺乏的低频资源无法满足实际建网需求,对5G网络的规划建设与发展造成了严重影响。

(4)上行覆盖受限严重

在低频资源有限的前提下,目前,5G无线网络建设是以 2600MHz3400

3600MHz频段的资源作为首选频段,并以此为基础实现网络的连续覆盖。但是,该频段频谱的衰减明显高于 4G网络的中低频段。如果需要充分保障连续覆盖水平,相对于4G基站需要更高的基站部署密度,这将会导致5G无线网络投资的显著提高。

(5)资源协调难度偏大

在宏基站难以完全满足 5G网络需求的情况下,以宏基站为主、以微基站和微微基站为辅的网络建设方案已经成为 5G网络建设的重要原则。5G将会形成多层次超密集组网架构,该架构在解决连续覆盖困难和热点容量增强问题的同时,也带来了更多的资源协调问题,如系统间协作、系统间干扰协调、用户移动性管理等。

上述挑战导致现有 5G网络技术在信息广度、速度及深度上难以满足业务随心所想,网络随需而变需求,在这种需求下 6G的研究逐步开展起来。

 

|参考文献 |

 

[1]     ITU-R.IMTvision,frameworkandoverallobjectivesofthefuturedevelopmentofIMTfor2020and beyond: M 2083-0[S].2015.

[2]    朱红梅, 林奕琳, 刘洁. 5GuRLLC标准、关键技术及网络架构的研究[J]. 移动通信, 2017,

41(17):28-33.

[3]    王庆扬, 谢沛荣, 熊尚坤, . 5G关键技术与标准综述[J]. 电信科学, 2017, 33(11):112-122.

[4]    欧振威. D2D通信网络中干扰管理技术的研究[D]. 成都: 电子科技大学, 2017.

[5]于富东. 5G核心网网络架构的研究[J]. 电信网技术, 2017(12): 47-51.[6]张平.B5G: 泛在融合信息网络[J]. 中兴通讯技术, 2019, 25(1):55-62.

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