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一篇文章带你了解5G和其他G;还在等5G换手机吗?

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发表于 2018-12-9 12:56:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近高通将发布5G技术的芯片,5G配套设备、技术也逐渐进入商用阶段。不知道有多少小伙伴在期待5G技术的到来,当然其中也包括我,甚至很多人愿意为了5G网络延迟更换自己手机。在这5G全面商业化的前夜,5G承载了太多人期望。如果你也是这里面的一员,那可能这一篇文章要让你失望了,其实5G技术的出现主要的服务对象并不是手机,而是为了更好的服务智能物联和VR等设备,对于工业、农业方面的提升也很巨大,就是大家看好的手机提升并不明显。


首先我们要知道,虽然前面我们从1G-4G我们的应用场景都是手机,而且针对的也是手机应用,但是5G却是不一样的存在。5G技术解释为第五代移动通信技术,作为4G技术的向后延伸,这个新一代通信技术将会逐渐应用到各个领域和场景。5G技术将会构建起一个新的以用户为中心的信息生态系统,比起目前4G技术,这个信息生态系统将会更全面,而且也会更深入渗透到个人生活的方方面面。
首先来了解一下5G和其他G:5G提升巨大
我们来回顾一下移动通信发展历程,每一代的移动通信系统都有一个非常具有标识性的指标对各代进行区分,而核心关键技术对其进行定义。再前面的BB机的时代我们就不详细去了解了,我们就从我们能够实现无线语音通话开始。


在1G通信时代(主要技术特征:频分多址FDMA),只能提供模拟语音业务,也就是只能打电话。2G/2.5G通信时代(主要技术特征:时分多址TDMA),能够提供较好的数字语音和低速率数据服务,也就是我们可以实现手机打电话/发短信(2.5G才实现低速率上网,也是就是差不多我们当年的每个月30M/5元的时代)。而到了3G通信时代(主要技术特征:码分多址CDMA)也是我们真正进入互联智能机的时代,网络可以实现一般带宽(理论带宽:2Mbps~10Mbps)上网服务,08年12月31日我国宣布启动3G牌照发放,3G智能手机开始出现在大家的手中。4G通信时代(主要技术特征:正交频分多址OFDMA)也正是我们现在正所处在的时代,从3G到4G,可能大家感受没有前几代通信技术的跨越的差别那么大,也许是因为4G的出现仅仅是将无线通信的带宽提升的原因(理论峰值:100Mbps~1Gbps)。


那5G呢?在很多人的印象中,可能5G就是网速更快、延迟更低。的确5G比其4G有更高的性能,有更大的带宽和更低的延迟,但这仅仅是5G特性中很小的一部分。5G网络支持0.1~10Gbps的用户体验速率和比4G低得多的时延,5G理论端到端时延为1ms,是4G的几十分之一。除此之外,5G还拥有100万/Km2的连接密度、10Tbps/Km2的流量密度、500Km/小时以上的移动性和数10Gbps的峰值速率的优势。同时因为5G的频谱的效率大幅度提升,相比4G提升5~15倍,整个无线通信网络的运营效率和能效比得到大幅度提升。
5G应用场景大改变:智联、VR等才是主角
了解了5G与4G的区别,可能只是觉得5G仅仅只是无线通信的又一次提升,就像3G到4G的变化一样,但正所谓量变引起质变。用户体验速率提升、连接数密度提升和更低的时延为5G与4G区别最基本的三个性能指标,而这一次的提升让无线通信不再局限于手机通讯和网络连接,手机成为5G应用场景中很小的一部分。


根据国际电信联盟 ITU-RWP5D 第 22 次会议给出的定义,未来5G主要服务于三大场景:1)增强型移动宽带eMBB,下载速率理论值将达到每秒10GB,是当前4G理论传输速度的10倍;2)超高可靠与低时延的通信uRLLC,5G的理论延时是1毫秒,是4G延时的几十分之一,基本达到准实时水平;3)大规模机器类通信mMTC,5G单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别,是4G的十倍以上。具体包括:Gbps级别移动宽带数据接入、智慧家庭、智能建筑、语音通话、智慧城市、三维立体视频、超高清晰度视频、云工作、云娱乐、增强现实、行业自动化、紧急任务应用、自动驾驶汽车等。
1)增强型移动宽带eMBB
主要面向局部热点区域,为用户提供极高的数据传输速率,满足网络极高的流量密度需求。1~10Gbps用户体验速率、数10Gbps峰值速率和数10Tbps/Km2的流量密度需求是该场景面临的主要挑战。简单来说就是办公、日常使用,相当于一个高速无线宽带使用。包括赛事转播、VR增强现实、三维立体视频等等,一些以往我们无法通过移动通信解决的事可以通过5G的方式进行解决。
2)超高可靠与低时延的通信uRLLC
主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求,这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求,需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。未来辅助驾驶甚至自动驾驶会需求这样的连接,包括现在国内外正在实现的自动驾驶技术,都需要有一个可靠低时延的网络支撑。同时以医疗为例,5G出现让VR远程医疗成为可能,这也是5G的一个重要应用,可以成为医疗资源分布不均的一个重要解决途经。
3)大规模机器类通信mMTC
主要面向工农业环境5G网络将实现大规模物联网,人与设备、设备与设备之间将更高效地相互连接和作用。例如未来的农场会采用精准灌溉的理念,对作物的每一阶段的生长过程及所处环境现状实现数据化、网络化、智能化监控,并实时反馈数据给农场主。通过数据的计算与分析,成千上万棵植物实现个性化的灌溉方式,获得最优的生长环境。
而随后的IMT-2020(5G)会议从移动互联网和物联网的角度对大规模机器类通信mMTC进行了细分,融合5G增强型宽带的稳定和低延时的特征之后,分为了:连需广域覆盖场景和低功耗大连接场景。
(1)连续广域覆盖场景
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,为用户提供无缝的高速业务体验。该场景的主要挑战在于随时随地(包括小区边缘、高速移动等恶劣环境)为用户提供100Mbps以上的用户体验速率。这是和我们目前使用环境最相关的使用场景,在这个场景下我们使用的是手机、PC等移动互联网设备。
(2)低功耗大连接场景
主要面向智慧城市、环境监测、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。这类终端分布范围广、数量众多,不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力,满足100万/Km2连接数密度指标要求,而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。
所以从国际电联的对于5G定下的基本方向来看,手机等移动端设备在5G时代中仅仅占据的是很小的一部分。5G主要面向的使用场景是未来的增强现实VR、万物智能物联方面,实现智慧家庭/城市、工业/农业智慧化和自动化、VR增强现实应用、自动驾驶等等。
5G商用目前存在的问题 高频信号难走进室内
曾有人说“5G未来将取代WiFi”,其实这事实现起来还是挺麻烦的。因为5G一个重要的实现场景是增强型移动宽带eMBB,这是大家传5G未来取代WiFi的根据来源。的确5G信号是全频谱的信号,但为了实现增强型移动宽带eMBB,那么需要的就是高频段的信号进行传输数据。


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