5g通信在广泛的应用领域提供了巨大的潜力。5g的作用相当广泛,它跨越一个广泛的频率范围 下图说明了从低频段、中频段(“sub-6ghz”)和高频段(“mmwave”)频率分配使用的通用术语。
5g的大规模mimo天线配置提供了高用户容量、塔间无缝移动连接和极高的可用性——后者对许多应用程序都起到至关重要的作用。下图展示了5g天线配置,定向波束形成的辐射模式与全向4g模式的对比。
虽然利用现有的4g lte基础设施,一些商业安装已经可以在中频段使用,但5g的前景取决于mmwave通信的部署。mmwave 5g主要特点:
超可靠性低延迟通信(urllc)
增强型流动宽带(emb)
对于工业物联网(iiot)应用,通过部署专用5g网络,来支持机器人自动化、基于传感器的过程监控或利用增强现实(ar)的操作员辅助过程。这些“定位设施网”都依赖于5g特性——urllc。
大部分5g开发和资本投资都应用在了电磁干扰应用上,涵盖了从消费者移动电话到(4/5级)自动驾驶汽车的潜在通信需求方面。未来改进自动驾驶汽车中的“类人反射”,urllc的延迟是要将建立连接的时间缩短到小于1毫秒。
此外,尽管我们对自主汽车技术的追求和5g emb通信的部署是共生共存的,但这两个行业将在市场需求和机遇的驱动下(在一定程度上)是独立发展的。一方面,自动驾驶车辆可能依赖本地传感器数据(激光雷达、雷达、摄像头)进行实时决策,车辆日志和诊断数据很少上传。在5g emb的环境中,丰富的v2v和v2i应用将被实现出来。例如,车辆可以向基础设施通报道路危险(如路面结冰)、障碍物或正在接近的紧急车辆,这些车辆将向其他车辆通报这些信息,以便作出预测决策。
为5g设想的emb应用是非常独特的。典型的移动用户寻求高下载“流”吞吐量,而mmwave 5g技术的带宽和低延迟也将导致以上传为中心的应用。下图说明了在全v2v和v2i通信模式下,自动驾驶汽车(潜在的)数据传输需求。