2.1.1 永恒不变的高速率需求

速率一直以来是通信系统的核心,我们通常把无线通信系统比喻成一条信息高速公路,通信速率其实就是这条信息高速公路的基本运力。近年来,随着新业务形态不断出现,一方面,激增的业务量已让4G这条“道路”略显拥挤,另一方面,10年前设计的有限的“道路通行能力”已经成为诸多新兴业务应用落地的瓶颈。面对这种情况,通信行业的技术人员在努力通过资源配置、合理调度等方法对4G系统进行优化,尽量避免“堵车塞车”的情况发生。但不容否认的是,这类优化型的工作并不是解决问题的根本方法,建设新一代无线通信系统的需求逐步提上议事日程,且迫在眉睫,一些比较典型的速率提升需求来自以下几类业务[3-5]

·增强型多媒体业务

我们常说的多媒体业务一般是指多种媒体信息的综合,包括文本、声音、图像、视频等形式。通信系统的一代代演进实际上也就是在不断地满足人们对于多媒体类业务交互传输的更高需求。当移动通信系统能够提供语音交互时,新的需求来自图像;当图像传输能够实现后,新需求又来自视频;当基本的视频传输需求得到支持后,新兴的多媒体业务需求又在不断涌现。这其中首先表现为对影像清晰程度的要求在不断提升,从普通的高清视频到4 K视频、8 K视频的传输,都在对无线通信系统的传输性能提出挑战,可以说,只要人们对感官体验的极致追求不止步,人们对“更清晰更丰富”的多媒体业务的新生需求就永不会止步。

·沉浸式交互多媒体业务

如果说以清晰程度提升为代表的增强型多媒体业务还只是“量”的积累,那么可以说以增强现实(AR)、虚拟现实(VR)和全息通信为代表的沉浸式交互多媒体业务带来了“质”的改变。在沉浸式的多媒体业务中,以AR、VR观赛为例,为了保证用户体验的细腻性与临场感,多角度全方位采集的多路超高清视频数据流需要及时传输至终端,并在渲染等综合处理后输出,上述过程所需的无线传输能力与资源将远远超出原有通信系统的用户需求设定。更进一步,当人们开始考虑全息通信的场景时发现,只有当更大数量级的传输速率得到满足后,真正的全息业务才得以支撑和实现。

·热点高容量通信业务

在为单用户提供高速率通信服务的同时,还需要由点到面地考虑特定热点区域的多用户高容量通信需求。在一些存在大量并发用户的场景中,如一些大型体育赛事、演出等场合,当聚集人群集中爆发出诸如视频分享、实时高清直播等需求时,这类高密度高流量特征的通信业务很难被现有通信系统所支持。因此,在商场、大型集会、节日庆典等热点区域或事件中,单位区域内通信设备众多且流量密度需求较高的情况下,如何保障大量用户同时获得其所期望的通信体验是有待分析和解决的问题。

面对上述变化与需求,新一代通信技术的赋能势在必行。