2.1.2 垂直行业带来的新变化

长久以来,如何构建良好的通信环境来满足人与人之间的通信需求是无线通信系统设计的一条主线。但近年,人们在不断追求自身感官所需的信息传输体验的同时,也开始逐渐思考如何让无线通信系统更广泛地应用于日常生产生活中,面向众多垂直行业的个性化通信需求为今后无线通信系统的演进方向带来了新的变化[3-5]

·低时延的通信

通信系统设计在满足传输速率需求的基础上,还需要考虑业务启动的实时性。用赛跑打比方,新的系统不仅要“跑得快”,还必须“起跑快”。一方面,人们期望获得“即时连接”的极致感受,在这种体验中,等待时间需要被尽量压缩,甚至需实现“零”等待时间。例如,在云办公、云游戏、虚拟现实和增强现实等应用中,即时的传输与响应是上述业务成功的关键因素。可以预见,如果在云办公过程中每一步操作都伴随着极大时延,那么所带来的用户体验一定是糟糕的。另一方面,以智能交通、远程医疗为代表的诸多行业应用中,较大的传输时延也将直接影响特定业务的实现,甚至还会带来安全隐患。

·高可靠的通信

除了上述“时延”需求以外,来自“可靠性”的信息传输需求也同样重要。以无人驾驶、工业控制等为代表的众多场景均需要高可靠性的连接作为基本通信保障。这些需求是显而易见的,如在无人驾驶的环境中,行驶车辆需要准确获取周边车辆、道路、行人的动态信息以调控自身驾驶行为,此时如果无法可靠获取上述信息,延后的操控判断或者错误的指令指示都将有可能造成难以预计的严重后果。

·物联通信

为了在千行百业中应用移动通信技术,使万事万物都享受“无线连接”带来的便利,未来社会连接的规模和程度都将迅速增长。可以预期的是,“物联网”的普及所带来的连接总量、连接深度将远远超过现在人类用户的规模及水平。这些连接的“物”可以是一个简单的设备,如传感器、开关;也可以是一个高性能的设备,如我们常用的智能手机、车辆、工业机床等;还可以是一个更加复杂的系统,如智慧城市、环境监测系统、森林防火系统等。不同的场景、应用下,这些设备将构建起不同层次的物联通信体系,并表现出不同的连接规模、能耗、时延、可靠性、吞吐量、成本等特征,用于满足来自家居、医疗、交通、工业、农业等不同行业的特征化需求。

“物”的互联,相比于以往来看,是通信领域的又一突破。传统的通信系统用于满足人的感官需求,旨在拓展人的视听范围;而物的互联从根本上扩展了通信系统的服务空间,来自“万物互联”的需求将远远超过以往“人际通信”的需求,并且这种突破将触发未来通信系统的全方面性能扩展。

·高速移动

对移动性的支持是无线通信系统的基本特征之一。通常我们会考虑到人的移动、车辆的移动,并在设计通信系统时做出针对性的设计以支持上述移动场景下的通信服务。然而,随着社会的发展,以高铁为代表的高速移动场景日益增多,高峰时期的高铁单日客流量可破千万人次,高速移动下的通信保障已不再是小众场景。如何同时为静态用户、动态用户、高速用户提供最佳用户体验已成为新的难题,也正因为如此,下一代通信系统有必要在设计之初就考虑这一问题、解决这一问题。

·高精度定位

除了上述的基本通信场景外,一些增值业务需求也在逐渐呈现出来,其中包括高精度定位的需求。准确的定位能力对于当前众多行业应用来说都十分重要,如基于位置的服务、无人机控制、自动化工厂建设等都需要利用高精度的定位信息来支撑相应的业务。以往的通信系统并不能够完全支持上述定位需求,特别是很难满足一些高精度定位的需求,如何改善这种情况、扩展精度定位能力是下一代通信系统需要考虑和解决的又一问题。