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用于工业物联网的专用LTE网络 - 频谱共享如何扩大LTE生态系统

2017年7月2日

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过去30年,Qualcomm一直在连接着人与人,而未来30年,我们会加强人与世界的联系。实现这一愿景的关键正是5G,它将把人类历史上最大的技术平台——移动网络,通过智能连接平台,拓展至几乎所有行业、终端和连接。其实我们不必等到5G到来,才开始把专用网络拓展至工业物联网。我们可以从现有的专用LTE网络开始。事实上,相关试验已在今年的规划之内。

专用LTE网络的概念并不新鲜,但随着最近频谱共享的创新以及“工业4.0”——即工业流程数字化和第四次工业革命——的提出,专有LTE网络展现出巨大的潜力。哈勃研究公司最近的一项研究表明,到2022年,专用LTE网络市场将达到170亿美元(USD)。如今,我们已经可以从一系列工业领域,从制造业自动化、航运港口、油气开采至发电厂(参见图1),看到专用LTE带来的巨大效益。

 

图1:专用LTE网络服务工业示例(来源:哈勃研究公司,2017年2月)

拆分专用LTE网络与公共网络

专用LTE网络概念的独特之处在于,它可以使企业客户通过专用设备和设置来管理自己的本地网络。它有三大优势:​

1.本地控制:通过使用专用设备,专有LTE网络及其性能是独立于其他用户的,并且不受可能出现的流量激增等问题的影响。这一优势对工业和企业来说至关重要,因为在这些行业中,生产效率必须保持在较高且可预测的水平。拥有本地和专用网络还能全权控制数据,比如,确保一家公司的敏感数据不被泄露。

2.优化:由于只为一个公司服务,针对特殊的物联网需求,可以为其定制专用的LTE网络。以服务质量(QoS)和移动设置为例:通过自由定制服务质量,无论网络负载如何,都可以为关键应用提供稳定的服务。通过定制移动设置,可以针对本地应用程序进行优化:如,在意外故障发生时,更快地重新连接。

3.便捷部署:专用LTE网络的部署很容易,有了共享的、无需授权的频谱,任何人都可以使用专用LTE网络,新用户也可以轻松加入。这将扩大整个LTE生态系统。此外,利用LTE路线图的功能,用户有权访问诸如自组织网络、具有自包含或虚拟/托管核心网络的网络架构等多个模块。

使用LTE专用网络的益处

在了解什么是专用LTE网络之后,我们再来讨论使用该技术能带来哪些好处。如下图所示,与其他无线本地网络相比,它有更高带宽、更大覆盖范围、无缝移动通讯、工业级可靠性、稳定的通信延时、优质服务、安全性能、多个供应商协调能力以及作为5G的过渡等特点,这就使得它能同时支持多台设备。作为5G的过渡,它能确保这套解决方案在5G 新空口(NR)带来的新功能和具有超高可靠和超低延迟通信的关键任务服务时顺利接轨。

 

图2:LTE是工业物联网的高性能选择

 

另外,移动网络运营商可以将部分授权频谱分配出去,以提供LTE网络。这将成为专用LTE市场的一个重要组成部分。其进步之处在于频谱共享,即非授权频谱和共享频谱。在最近的一篇博客中,我们对这一进展进行了概述——从5年前非授权LTE的提出,到今年早些时候,MulteFire联盟发布了MulteFire 1.0规范,到3GPP最近开始对5G非授权频段的研究。

这些努力主要集中在非授权频谱方面,但最近也有关于共享频谱的进展。在美国,FCC为公民宽带无线电业务(CBRS)下了定义:公民宽带无线电业务(CBRS)是一个大约3.5GHz的150 MHz共享频谱带。 为了支持在这一频段LTE技术的部署,我们共同创立了CBRS联盟。 有了MulteFire和CBRS,我们就有两种可用于专用LTE网络的新解决方案——可用于全球的MulteFire 5 GHz频段和美国本土使用的LTE-TDD CBRS频段。 这些解决方案的创新之处在于它们不需要授权频谱,这大大降低了部署的门槛,并能为其他生态系统开放专用LTE网络。​​​​​

关于试验和演示的最新消息

在诸多方面,我们已经取得了进展。在2017年移动世界大会(MWC)上,基于Qualcomm Technologies、诺基亚和GE Digital的行业合作,我们展示了一个服务工业物联网的专用LTE网络。在2017,这一合作成果将进入下一步研究和试验。

今年早些时候,我们还演示了第一个基于CBRS的专用LTE网络,现场带来了“360°赛车体验”。此次演示由诺基亚和Alphabet的Access Group合作完成。这次极端的实验展示了LTE的高性能,如无缝移动性和高带宽,以及为特定应用定制专用LTE网络的能力。

如此可见,以专用LTE网络为形式的下一次工业革命已然开始。随着3GPP的最近进展,我们预计它将演化成为专用的5G网络。