除了大大改善這些網路標準的現有蜂巢式語音和行動寬頻能力之外，ITU還列出了若干目標，以滿足幾項要求提出的新需求：
本文將深入探討點燃即將推出的5G標準設計的這些新的使用案例，並考慮承諾以及未來面臨的挑戰。
使用案例
在目標使用案例中，ITU列出：
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| 圖1 不同使用案例對5G頻寬和低延遲的需求 |
資料來源：GSMA Intelligence
發展進度
如在3G和4G網路中，3GPP組織定義5G規範。作為版本14的一部分，3GPP的架構組在2016年第一季度啟動了針對下一代網路的專門研究。3GPP將在兩個附加版本中定義5G，其中版本15構成階段1，版本16定義階段2，以在2020年第一季度之前提交給ITU(請參見圖2)。
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| 圖2 發展進度 |
資料來源：GSMA Intelligence
新技術及其承諾
5G將結合一系列新技術，支援新的網路模型和多種使用案例。其中可能包括使用以軟體為中心的網路概念，例如網路功能虛擬化(NFV)和軟體定義網路(SDN)以及使用以毫米波範圍(>6GHz)中新頻譜來命名一些網路。
需要注意，5G網路不會取代3G和4G網路，但將分層在它們以及Wi-Fi網路之上。即使5G引入新的概念和更高的計算複雜性，它也是4G的演進，是來自蜂巢式的一項技術，而不是未授權頻譜的技術。
5G真正革新在4G之上是獲得更高的資料速率(>1Gbit/s)和更低的端到端延遲(<1ms)的一種選擇。這2個要求推動了5G的新無線電技術和新頻譜分配。
哪些因素驅動對這種高資料速率的需求？例如，無人駕駛汽車每天將產生4,000Gbit/s，而連接的飛機每天將產生40,000Gbit/s。5G承諾提供：
關鍵推動因素
由於5G時代的使用案例和連接裝置類型如此多樣化，營運商將需要選擇正確的推動因素，他們可以選擇這些推動因素來構建和客製化他們的服務範圍。關鍵推動因素包括：
營運商面臨的一個關鍵挑戰是減少延遲要求(<1ms)，這對於虛擬實境場景、即時交通相關控制(如V2X)、聯網汽車和無人駕駛汽車等非常重要。
即時性/頻譜不足挑戰相繼來敲門
物理定律控制著訊號通過空氣傳播(或光沿著纖維傳播)的速度。因此，需要小於1ms的延遲時間的服務必須具有從非常接近使用者裝置的物理位置提供所有內容，可能在每個社區的基站處，並且在營運商之間漫遊對於這些服務不可靠。這將需要在內容分發和伺服器的基礎設施上大幅提高資本支出。
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| 圖3 多頻段，包括無授權、帶有靈活的工具。 |
資料來源：GSMA Intelligence
營運商的另一個挑戰是新的5G網路的頻譜可用性。目前廣泛關注高於6GHz並且據報導高達80GHz的較高無線電頻譜，它允許更大的頻寬和因此更高的資料速率，而不會對現有的3G和4G網路造成頻譜混亂。
然而，該較高頻譜將需要完全新的RAN並且在相同頻段中的多個地理區域中進行分配，以允許相同的無線電在基站和使用者裝置之間重新使用。遺憾的是，較高的頻段提供較小的社區半徑，因此使用傳統的網路拓撲模型實現廣泛覆蓋將非常困難。相反，必須使用波束成形，其中波束指向正被連接的終端使用者裝置以獲得更大距離的覆蓋。然而，波束成形需要仔細追蹤配備數百根天線的社區和社區塔內的裝置位置，以追蹤穿過社區的所有移動使用者。
為了降低資本支出和運營支出，營運商將更多地依賴SDN、NFV、SON和HetNets，以便根據每個使用者和每個服務動態地平衡其網路中的負載和QoS，同時也需要考慮不斷增加的IoT裝置的數量。
對於將需要資料速率高達10Gbit/s、延遲低至1ms的手機或消費裝置的使用者，必須整合基於毫米波技術的數據機。語音和其他低資料速率服務將可能繼續使用現有(傳統)網路，因此這些裝置將需要整合額外的數據機、RF前端和天線陣列(以支援波束成形)。
儘管5G網路經常被用作IoT裝置的網路，但它實際上是構建SDN和NFV的IT基礎設施，將支持大規模的IoT部署。
這些挑戰要求計算平台的處理能力、並行性水準和靈活性方面實現根本轉變，以處理5G連接。
(本文作者為CEVA業務開發總監)