Hvorfor 5g ikke er rettet mot mobiltelefonbrukere

Etter at 2G-nettverk ga vei for 3G, ga 3G-nett plass til 4G, og derfor kan du forvente at 5G-nettverk erstatter 4G LTE. Men det vil sannsynligvis ikke skje, eller i det minste ikke når som helst snart, ifølge en rekke foredragsholdere på Brooklyn 5G Summit på NYU Tandon School of Engineering forrige uke.

I stedet forklarte høyttalerne jeg snakket med at 4G forventes å danne ryggraden eller ankeret for nettverk som kommer godt fremover, og sannsynligvis vil fortsette å være slik de fleste av oss får mobildataene våre, med 5G som brukes til å supplere 4G og gi data for andre applikasjoner.

"5G er den første G som ikke vil erstatte den før, " sa Tod Sizer, som leder mobilradioforskning for Bell Labs. Sizer sa at nåværende 4G LTE-løsninger fungerer veldig bra for tale-, websurfing og til og med video, men at nye 5G-nettverk vil gi mer fleksibilitet for applikasjoner som å kontrollere maskiner i fabrikkgulvet, forbedret pålitelighet sammenlignet med Wi-Fi og bedre ventetid enn LTE. Men han sa at slike nettverk sannsynligvis vil utnytte både 4G og Wi-Fi og legge til nye muligheter på toppen.

Den store forskjellen på toppmøtet i år, sammenlignet med tidligere møter, er at bransjen nå "går fra hvordan til hva, " sa Sizer, ettersom spesifikasjonene for 5G blir mer avgjort, selv om applikasjonene ikke er like klare.

Ken Budka, fra Bell Labs Consulting, snakket om hvordan 5G vil muliggjøre "den neste industrielle revolusjonen", som vil skje ved å kombinere digitale grensesnitt og sensorer på enheter og maskiner med fremskritt innen maskinlæring og AI, alt i fremtidens nettverk.

Nøkkelen til dette, sa Budka, er den transformative kraften til lav latens tjenester. Noen applikasjoner krever høy båndbredde, og andre krever lav latens, men de fleste trenger ikke begge med unntak av VR og AR.

Budka bemerket at generelt 5G vil ta sikte på å gi ett til tre millisekunder latenstid, sammenlignet med omtrent 100 millisekunder i 4G. Dette er viktig for en rekke applikasjoner. For eksempel sa Budka at i en bil som beveger seg med 100 kilometer i timen, er forskjellen i latens mellom 1 ms og 100 ms en halv billengde. Han listet også opp andre applikasjoner, inkludert industriell robotikk, 3D-utskrift i konstruksjon, andelslag robot og dronekontroll, og teleoperasjon, der mennesker bruker enheter fra et avsidesliggende sted.

Fra et designsynspunkt snakket han om et tradisjonelt kjernenettverk som fungerer fint for 4G og de fleste applikasjoner, men at det ville være behov for en "kantsky" for applikasjoner som VR / AR og systemkontroll, der latenstid er avgjørende.

5G ny radio

Durga Malladi, Senior VP for Engineering i Qualcomm Technologies, snakket om 5G som et "samlende tilkoblingsstoff" som serverer tre brede bøtter med applikasjoner med veldig forskjellige behov. Forbedret mobilt bredbånd krever forbedrede hastigheter for noen applikasjoner og muligheten til å håndtere flere som bruker mer data hvert år. For et massivt Internet of Things-nettverk bruker de fleste enhetene veldig lite data, men konstant lavt strømforbruk er viktig, ettersom disse enhetene trenger å jobbe i årevis på små batterier. Og du vil også ha oppdragskritiske tjenester som ikke nødvendigvis bruker mye data, men krever veldig lav ventetid.

Malladi snakket om å fortsette å bruke 4G som en base for å gi kjernen mobilt bredbånd tilkoblinger, og å bruke 5G New Radio-standarden for spekter over og under det som vanligvis brukes til 4G for å hjelpe i grunnleggende tilfeller, men også for å sørge for nye applikasjoner. Dette inkluderer bånd under 6 GHz for å gi mer mobildekning og mm Bølgebånd som 28- og 39 GHz-bånd, som gir høy båndbredde over korte avstander, slik at de blir brukt i første faste distribusjoner, men kan også brukes i mobile distribusjoner.

De viktigste teknologiene i 5G New Radio inkluderer Massive MIMO (som innebærer bruk av flere antenner), robust mmWave-støtte, avansert kanalkoding og DFT-spredning, og OFDM-baserte bølgeformer for både opplastinger og nedlastinger. Både frittstående og ikke-frittstående versjoner av 5G-standarder er i rute for å bli godkjent neste år (som en del av 3GPP R15-spesifikasjonen), med de første distribusjonene som forventes i 2019.

Mye av samtalen på toppmøtet handlet om 5G New Radio-standarden, med mange diskusjoner om detaljene i mange av teknologiene, inkludert detaljer om flere MIMO-bølgeformer.

Mikael Höök, direktør for radioforskning for Ericsson Research, snakket om hvordan den nye radioen er nødvendig for nye brukssaker, inkludert bredbånd og media overalt, sensornettverk, smarte kjøretøy, kontroll av tjenester og eksterne enheter. Han sa at standardisering er i full fart på den nye tidslinjen, og at den ville ha "fremtidssikre" kroker for å gi mulighet for fremtidig evolusjon.

Höök sa at prinsippene bak designen av den nye radioen inkluderer spektralfleksibilitet, lav latens, en strålesentrisk design, tilkobling og samvirke på tvers av spekterbånd.

Mange av de tekniske detaljene som Höök beskrev var interessante, særlig med hensyn til hvordan systemet er designet for å muliggjøre forskjellige brukssaker. For eksempel inkluderer den båndbredde-tilpasning slik at den kan lytte ved hjelp av en smal båndbredde, men bytte til en bred båndbredde når du mottar store datamengder, og dermed sparer strøm. Andre teknikker brukes for å gi lav latens og det han kalte URLLC ("Ultra-pålitelig og lav latency kommunikasjon").

I andre økter på den nye radioen holdt Huawei Fellow Peiying Zhu en foredrag om bølgeform , numerologi og kanalkoding. Hun snakket om mange av endringene som er nødvendige for den nye radioen, sammen med behovet for LTE-sameksistens. Senere ble Zhu sammen med Höök og andre i en paneldiskusjon. Höök sa at det er brukssaker og distribusjoner av den nye radioen, så vi vet at teknologien fungerer, men at bruken av nye tjenester fremdeles er i tvil.

Docomo Keynote

Seizo Onoe, CTO og EVP av NTT DOCOMO, holdt en generelt positiv tale om 5G, men kan ha vært den mest realistiske om utfordringene den står overfor.

Onoe sa at økonomien til 5G er "elefanten i rommet", ettersom teknologien vil kreve bruk av mange små celler, og vil tvinge intens modernisering og ryggrad modernisering, og dermed betydelige kapitalutgifter. Men, sa han, 5Gs effektivitet gir løftet om økt datakapasitet uten å øke kapitalutgiftene - og siterte spesielt bruk av Massive MIMO og andre teknologier i motsetning til bare å tenke på tjenesten som en "hotspot-tjeneste" for komplementær bruk.

Onoe sa at han ikke er bekymret for fragmentering fra tidlige versjoner og at frontløpere burde ta ansvar for kompatibilitet. DOCOMO planlegger en utrulling i 2020, la han til, som er nok tid til å sette standarder.

Onoe ga imidlertid to "mørke forutinnstillinger." Når det gjelder trådløs teknologi, boomer forrige generasjon ofte like før lanseringen av den neste, som skjedde med forbedret 3G (HSPA +) før 4G LTE-lanseringen. Dette kan skje denne gangen, sa han. I tillegg har industrien historisk sett hatt stor suksess bare med jevn nummererte generasjoner, og Onoe lurer på om industrien vil trenge å vente på 6G for å få alt den vil ha.

Likevel konkluderte Onoe med en positiv merknad og sa at selv om det er mange myter om 5G, mener han at bransjen bør "komme seg på 5G-båndtvangen" og lage nye forretningsmodeller gjennom samarbeid på tvers av bransjer.

Fremgang mot 5G-distribusjon

Dave Wolter, AVP for radioteknologi og RAN Architecture hos AT&T, snakket om hvordan selskapet ønsker å fremskynde distribusjonen mens de fortsatt respekterer standarder, og diskuterte en rekke tester selskapet har utført.

Wolter bemerket at fristen for desember for ikke-frittstående 5G-NR (standarden som bruker LTE som et anker) er avgjørende fordi den involverer alle maskinvarepåvirkende deler og er nødvendig slik at silisiumprodusenter kan begynne å designe chips. Tanken er å sikre kompatibilitet med den frittstående versjonen når den er ferdig i juni 2018. Wolter sa AT&T håper på en standardbasert NR-distribusjon av 5G New Radio (NR) allerede i desember 2018, mest sannsynlig med fast trådløs først, men med mobilitet å følge like etter. Fortsatt gjenstår det en rekke detaljer som skal avgjøres, bemerket han.

Wolter beskrev hvordan dette ville utvikle seg over tid, med fast trådløs trolig først, deretter en oppgradering til neste generasjons kjerne, og senere til utbredt 5G-distribusjon over tid. Han sa at AT&T vil prioritere en ikke-frittstående modus, og selv om den har interesse for frittstående 5G, vil den innsatsen ta tid. Han la merke til at det ikke er noe sub 6GHZ-spektrum tilgjengelig for 5G i USA bortsett fra rundt 3, 5 GHz, som har andre problemer. (Det brukes for øyeblikket for forsvarsdepartementet og faste satellittjenester, som teoretisk sett kunne dele spekteret.)

I mellomtiden er AT&T mest interessert i 39GHz-frekvensen og har gjort en rekke både faste og mobile tester ved 28GHz og 39GHz i samarbeid med Ericsson og Intel, ved bruk av teknikker som automatisk strålesporing og massiv MIMO.

Jeg hadde sjansen til å spørre Wolter om når han trodde vi skulle se 5G-støtte i håndsett, og han sa at det kanskje måtte vente på 3GPPs utgivelse 16 (i motsetning til Release 15-standardene som nå er i utvikling). Men han sa at den store fordelen med 5G for mobilt bredbånd er dens høye tetthet, som gir en bedre opplevelse når flere ser på video samtidig, i tillegg til å gjøre mobilforsterket virkelighet og virtual reality arbeid mye bedre.

I en paneldiskusjon var det tydelig at forskjellige operatører over hele verden har forskjellige visjoner. YongGyoo Lee, SVP for Korea Telecom, snakket om å ha spesifikasjonene klare slik at de kunne tilby noen 5G-tjenester for vinter-OL 2018 (selv om det ser ut til at mye av dette vil være pre-standard teknologi). Tilsvarende snakket DOCOMOs Onoe om å ha et system i gang for sommer-OL i 2020.

Frank Seiser, administrerende direktør for teknologiinnovasjon ved Deutsche Telekom AG, sa imidlertid at han ikke så noen driver for frittstående 5G som for øyeblikket foreslått, og la til at europeiske operatører verken har det faste trådløse spekteret de amerikanske operatørene ønsker å bruke eller drivkraften i OL som driver de japanske og koreanske operatørene.

I lysbilder som ble presentert senere på toppmøtet, presset Seiser ideen om en sky-native arkitektur med mye mer nettverksfunksjonsvirtuellisering og en servicebasert arkitektur, men bekymrer seg for at de nåværende Release 15-standardene under utvikling ikke sørger for disse funksjonene. Seiser sa at en felles bransjepress for en mye mer innovativ 5G-systemarkitektur er nødvendig for å kunne levere 5G-visjonen. Foreløpig, sa Seiser, ser han lite for at du kan gjøre det bedre i 5G kontra LTE, og at det kan være 6G før vi løser det.

I mellomtiden likte nesten alle ideen om å bruke ikke-frittstående 5G, og alle antydet at det ville gå lenge før noe av det nåværende LTE spektrum vil bli brukt til 5G.

Michael J. Miller er informasjonssjef i Ziff Brothers Investments, et privat investeringsselskap. Miller, som var sjefredaktør for PC Magazine fra 1991 til 2005, forfattere denne bloggen for PCMag.com for å dele sine tanker om PC-relaterte produkter. Ingen investeringsråd tilbys i denne bloggen. Alle plikter fraskrives. Miller jobber separat for et privat verdipapirforetak som til enhver tid kan investere i selskaper hvis produkter er omtalt i denne bloggen, og det vil ikke bli offentliggjort noen verdipapirtransaksjoner.