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关于5G 我们都在期待什么?

发布时间:2018-09-30 09:34:58  来源:互联网     背景:

  5G 时代的智慧城市

  行驶在智慧城市的道路上,智慧运输系统根据天气、拥堵、交通事故等实时路况,为你提供道路信息、相应预警,以及最优出行路线。

  交通智能系统正 24 小时监控车流人流,通过调节红绿灯时长等方式,优化城市路径。顺利抵达目的地后,城市智能停车服务还将为你搜索附近所有合适价位的可用停车空间。

  街道两旁的路灯设有智能点亮系统,可根据节气与时间自适应调正亮度。角落处的垃圾桶则安装了自动检测与分拣程序,能高效分装不同类型的废品,实现优化回收。

  这条街巷你从未来过。你想快速找到要去的楼栋,通过智能眼镜调取地图导航。如果你不赶时间,想慢慢逛逛,了解当地风貌,每个建筑的历史、用材、整体结构,甚至是安全系数都会一并整合,出现在你的眼前。

  忙碌了一整天,你回到家,一边通过液晶显示屏确认冰箱内的食物类别、保质期限、来源,一边查找相应食谱,准备晚餐。此外,你还可以通过远程控制系统,快速让洗衣机自动运转,让烤箱、炉灶灯设备自动清洁。

  等待晚餐出炉的间隙,你收到了一份打折货品信息。这是智慧购物系统根据消费习惯、喜好、体质等信息,为你量身定制的。你想起周末约了好朋友逛街,却临时有事无法赴约。于是,逛街由线下改成线上,你们对着家中的镜子,一起试穿,互相点评。

  你最近易感疲劳,周末预约了医生问诊,通过智慧医疗平台。在这个平台上,你有属于自己的健康档案,包括体温、心跳、血压、血糖等详细信息。如果外出不便,也可以选择远程就医。

关于 5G,我们都在期待什么?

  车联网、智能家居、远程医疗...... 作为智慧城市的重要组成部分,其背后是数以万计的设备接入网络,由此形成一张「万物互连」的物联网。

  物联网是智慧城市实现的根基之一。我们该如何实现「万物互连」?通向智慧城市的途径又是什么?

  是 5G 通信技术。

  从 1875 年世界第一台电话诞生,到 1973 年世界第一台手机出现,再到 2007 年第一台智能手机问世,在这段通信业历史中,无论通信技术的发展还是移动终端的进步,都是围绕人与人之间的沟通展开。

  彼时,人与人之间的沟通需求还没得到完全满足,人与物、物与物的连接需求便放在了次要位置。这种状况随着 3G、4G 蜂窝网络完善部署,工业化、自动化、智能化技术的发展,得以改善。

  如今,现有的通信系统已经能够满足人际交流的日常需求,人们对「物」的功能和智能化正在加强,对「物」的依赖也在逐步加深。5G 时代,则意味着人与人之间的沟通,正在向人与物、物与物之间扩展,最终实现「万物互连」。

  5G 与多元的应用场景

  十多年前,手机只能打电话和发短信,之后才支持上网。如果网速可以达到 30~40kbit/s 左右,说明你的手机已经很先进。

  如今,智能终端用户普及、移动互联网快速发展,促使人们生活和信息交互方式的巨大变化。在 5G 智能设备上,增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、超高清视频、移动云等新型业务将得以发展,使人们的工作与休闲更加数字化、信息化。

  人们如同侵入数据之海,无限畅游,随时随地汲取需要的数据信息。

  可是,侵入数据之海的完美体验,通过现有的 4G 技术已经无法满足。5G 凭借其低延时、高速率、高容量的特点,能够满足人们对网络连接超大流量、超多设备连接数、超高移动性的需求。

关于 5G,我们都在期待什么?

  5G 通信技术有四个典型的应用场景:

  1. 连续广域覆盖场景,这是移动通信最基本的覆盖方式,以保证用户的移动性和业务连续性为目标。该场景主要的挑战在于,随时随地(包括小区边缘、高速移动、偏远地区等恶劣环境),为用户提供无缝的高速业务体验

  2. 热点高容量场景,主要面向局部热点区域,为用户提供极高的传输速率与流量密度需求,比如在广场、运动馆、音乐厅等人流密集之地。

  3. 低功耗大连接场景,主要面向智慧城市、环境检测、智能农业、森林防火等,以传感和数据采集为目标的应用场景,具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。

  4. 低时延高可靠场景,主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求。这类应用对延时和可靠性具有极高的指标要求。

  低时延、高可靠的典型场景之一是无人驾驶。设想下,一辆汽车正快速向你驶来,而你的车正在自动驾驶中。如果车载智能系统不能及时接收到来车提醒,就有可能发生交通事故。

  自动驾驶的大部分应用场景如紧急刹车,都需要瞬间进行大量的数据处理,并及时做出决策。这需要网络同时具有大带宽、超高连接数、高可靠性和高精度定位等能力,唯有 5G 能同时满足这些条件。

  实际上,高通早在 2017 年便推出了突破性的 C-V2X 车联网解决方案,其拓展了该领域的通信范围、增强了可靠性,保障了自动驾驶对安全的高要求。为了满足汽车制造企业采用 C-V2X 解决方案,实现道路安全的量产需求,该芯片组预计将于 2018 下半年商用出样。

  此外,连续广域覆盖和热点高容量场景并非 5G 独有。在 3G、4G 的系统设计内,均有对这两个场景的描述。对普通用户而言,三者的差异可能直观体现在网速上。只是,不光是速率,在时延、连接数量、移动性等方面,5G 相比于 3G、4G 都有极大提升。

关于 5G,我们都在期待什么?

  以近年来流行的 VR 游戏为例。对于现有的通讯技术而言,由于网络带宽小、速率低和高延时等因素,用户体验时可能出现画面卡顿,甚至头晕目眩的感觉。

  在 2018 年世界移动通信大会上,针对 4G、5G 在速率、延时等方面的性能,高通做了一系列模拟实验。其中一组实验,用户浏览速度从 4G 的 71 Mbps 上升至 5G 的 1.4 Gbps,响应速度大约快了 23 倍。用户在线观看 8K 120fps 10bit 的视频也毫无压力。

  5G 本身具备低至 1ms 的网络时延、高达 10Gbps 的峰值下载速率和满足 1000 亿量级的网络连接三大特性,足以实现完美的虚拟现实体验。

  除了 VR,5G 的这些特性还与工业设备、医疗仪器、交通工具等深度融合,有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的信息化服务需求。

  那么,我们距离 5G 时代还有多远?

  5G 大门的关键密钥

  本月中旬,在中国电信与高通举办的天翼智能生态博览会上,现场观众与「5G 手机」有过一次近距离接触。

  那是高通展示的用于 5G 测试的移动平台。它就像一台大号的普通智能手机。让人们惊讶的是,它却能够实现每秒数千兆比特的下载速度,并将很快应用到今年下半年的 5G 试验室和外场测试中,为商用铺平道路。

  你可能会对毫米波感到陌生,它也是加速 5G 普及的关键密钥之一。目前这项技术也取得了重大进展。

  毫米波是一种频谱。我们平时使用的无线通信,包括移动、卫星等都被国际电信联盟划分在指定频段工作。从这个角度看,频谱是一种有限资源。国际上,2G/3G/4G 移动通信系统普遍采用 6GHz 以下中低频段,如今这一段位的频谱已相当稀缺。

  5G 与 4G 的不同点是,前者可考虑使用更高的频段——毫米波。毫米波的技术挑战在于,使用该频段传输容易造成路径受阻、信号衰减的情况。如何将毫米波天线安置在手机上?如何利用这一技术增强信号覆盖?这些都是实现 5G 商用亟待解决的问题。

关于 5G,我们都在期待什么?

  Qualcomm QTM052 天线模组

  今年 7 月,高通推出了全球首款面向智能手机及其他移动终端的毫米波 5G 天线——QTM052。

  这款天线的模块设计小巧,仅一美分硬币尺寸,可允许在一部手机中安装四套 QTM052 模组,缓解了 5G 设备天线板块的设计难题。此外,通过与骁龙 X50 5G 调制解调器配合,这套模组还可以实现更为优秀的信号覆盖范围。

  可以把调制解调器看作是一个「翻译员」,功能是实现通信链路中数字与模拟信号的转换。骁龙 X50 是全球首款 5G 调制解调器。这款产品既支持 6GHz,也支持毫米波,利用毫米波的大带宽,结合先进的信号处理技术,能够实现每秒五千兆比特的下载速度。

  全球首次 5G 数据连接也是高通实现的。2017 年 10 月,在香港召开的高通 4G/5G 峰会上,高通公布了这一消息,还一并推出了第一款 5G 手机参考设计,意味着骁龙 X50 这款 5G 调制解调器成功「出道」,也意味着从运营商到手机厂商,整个产业链都能利用这颗芯片,加速 5G 的产品设计。

  这更意味着你距离 5G 又近了一大步。

  5G,未来可期

  高通首席执行官史蒂夫·莫伦科夫曾说:「移动通信之路,并非一蹴而就,只有在 3G/4G 时代深厚积累,才能推动 5G 到来。」

  为了加速 5G 普及,除了加大投入,加强自身产品与技术的研发,行业内外的协同合作也必不可少。

  今年一月,高通联合联想、OPPO、小米、vivo 等国产手机企业共同发布了 5G 领航计划,加强了与中国手机企业间的合作,力图在 2019 年实现 5G 智能手机的商用。实际上,基于骁龙 X50 5G 调制解调器,三个 yi』han 相继实现了 5G 通信连接。9 月 27 号联想创新科技大会上,联想 CEO 杨元庆甚至率先发布了一款 5G 手机。

  在我国,5G 技术研发试验一直由工信部指导、IMT-2020(5G)推进组负责实施。当前进度已经走到了 5G 第三阶段测试,这是 5G 技术研发测试的最后一环,将为 2019 年展开 5G 规模试验及预商用做好准备。

  第三阶段的测试在近期有了重大进展。今年 9 月 28 日,IMT-2020(5G) 推进组发布了中国 5G 技术研发试验的第三阶段成果。高通与中兴和大唐(信科)成功的进行了新空口的互操作测试。在之前国际与国内的测试中,高通完成了与包括中兴、华为、爱立信、诺基亚、大唐、三星等所有网络设备厂家的互操作测试。高通也将其终端产品商用的时间点预定在 2019 年。

  5G 真的来了。

  古登堡 1440 年左右发明了印刷机。此前,书籍必须依靠人力复制,生产低效。使用印刷机,书籍实现了量产。

  蒸汽机出现前,大型工厂必须建造在河流附近,依靠水能投产。蒸汽机打破了这种地域依赖。

  电力则更加向前,允许机器实现集成能源供应,支持更高效的机器配置,重新定义了行业与竞争格局。

  印刷机、蒸汽机、电力...... 它们都属于通用技术。这类技术的共性是,普遍用于多个行业,能带来长期且持续的改进,催生多种创新。

  5G 技术也是通用技术。毫米波、调制解调器...... 这些看似离你很遥远的发明创造,却是实现 5G 技术实现不可或缺的部分。这些创新,都是一代代通信公司、通信人不断努力的成果——「我们发明的基础科技,让世界智能互连」。






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