通信巨頭開那么多腦洞 只為讓你搞懂5G

　　作為一個(gè)吃瓜群眾而非業(yè)內(nèi)人士，你會(huì)發(fā)現(xiàn)近兩年的通信或者消費(fèi)電子行業(yè)的展會(huì)越來越多的出現(xiàn)了5G的影子，更要命的是，明明這是個(gè)類似“2G、3G、4G”一樣的詞，為什么運(yùn)營(yíng)商和通信廠商們開始講些越來越聽不懂卻跟“5G”有關(guān)的eMMB、URLLC、NB-IoT、V2X了呢?其實(shí)這與5G網(wǎng)絡(luò)本身太多能有關(guān)，想想過去的2G時(shí)代你只能用手機(jī)打電話發(fā)短信，3G/4G只能給手機(jī)來上網(wǎng)(當(dāng)然往后一點(diǎn)還有平板、穿戴等等)——粗略上來說，它們確實(shí)只能干這些事情。

　　這么多新名詞畢竟需要落地，為了給大家講清楚5G之下的細(xì)分業(yè)務(wù)，過去兩年多的展會(huì)以及各家的5G試驗(yàn)階段，也能看到通信巨頭們費(fèi)盡心思為“5G到底能干嗎”所做的五花八門的展示。

　　通信巨頭開了那么多腦洞 只為給你講清楚5G

　　5G應(yīng)包括3大領(lǐng)域和范圍。一是增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，大幅提高現(xiàn)有移動(dòng)寬帶性能，如將傳輸速度峰值提高至每秒20Gbps，實(shí)現(xiàn)極致通訊;二是大連接物聯(lián)網(wǎng)，即充分滿足物與物之間的通信需求，使用于智慧城市、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能農(nóng)業(yè)、森林防火需求;三是低時(shí)延高可靠通訊，把時(shí)延比現(xiàn)在減少90%，至1毫秒，確保通訊在500公里時(shí)速下依然流暢，滿足對(duì)時(shí)延和可靠性具有極高指標(biāo)要求的領(lǐng)域，如車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制等。

　　5G應(yīng)用的3大領(lǐng)域和范圍

　　最易懂的，自然還是網(wǎng)速更快

　　既然過去的標(biāo)準(zhǔn)大都跟手機(jī)有關(guān)，那就先說說(前)5G時(shí)代對(duì)于手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的革新吧;今年2月的MWC中興發(fā)布了一款千兆手機(jī)，搭載集成了驍龍X16 LTE調(diào)制解調(diào)器的驍龍835移動(dòng)平臺(tái)，通過將載波聚合技術(shù)、4 x 4 MIMO天線技術(shù)以及256-QAM高階調(diào)制技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)比第一代LTE終端快達(dá)10倍的下載速度。

　　中興千兆手機(jī)下載速率演示 一直穩(wěn)定于900Mbps以上

　　由于5G標(biāo)準(zhǔn)尚未敲定，無論是網(wǎng)絡(luò)還是設(shè)備芯片端都沒有見到什么正式的演示，所以這里的“千兆LTE”仍然屬于4G LTE(Long Term Evolution)長(zhǎng)期演進(jìn)的一部分，該叫LTE-Advanced Pro，你把它看做4.5G或者Pre5G都可以;目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商們推廣的“4G+”已經(jīng)是演進(jìn)到LTE-A的階段，速度已經(jīng)比第一代快一到兩倍。

　　而千兆LTE目前剛剛由中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合華為、三星、高通在杭州首次成功完成商用終端外場(chǎng)測(cè)試，測(cè)試下行峰值速率超過700Mbps(在當(dāng)前TD-LTE下，千兆級(jí)速率測(cè)試?yán)碚撟罡咚俾始s730Mbps)，平均速率680Mbps左右，是第一代4G終端的7倍左右;目前全球有20家運(yùn)營(yíng)商開始部署千兆級(jí)LTE網(wǎng)絡(luò)，所以國(guó)內(nèi)暫時(shí)還見不到商用的影子。

　　波束賦形+波束跟蹤 高速移動(dòng)也有高速網(wǎng)絡(luò)

　　接下來的展示還是與“速率”有關(guān)，不過是實(shí)打?qū)嵉?G網(wǎng)絡(luò)了，而且測(cè)試終端從手機(jī)變成了不常見的賽車;無論5G有多“多能”，確立標(biāo)準(zhǔn)還是實(shí)際應(yīng)用時(shí)速率都是種排在低時(shí)延、高可靠性、大連接等的前面。

　　走在前列的愛立信就進(jìn)行過多次高速下的5G速率測(cè)試，其中一次，它聯(lián)合Verizon在一個(gè)賽車場(chǎng)四周安裝了四個(gè)5G基站，測(cè)試設(shè)備從我們熟知的手機(jī)變成了一輛車頂安裝接收終端的賽車。賽車顯示的5G下行速率隨著與基站之間的距離而改變，遠(yuǎn)離基站時(shí)也有1Gbps以上的下行速率，而接近時(shí)更是達(dá)到了6Gbps以上，而此時(shí)車速足足有120多公里/小時(shí)。

　　當(dāng)年高通確立4G LTE網(wǎng)絡(luò)性能評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候就有一條“考慮用戶在高速移動(dòng)狀態(tài)下的4G LTE網(wǎng)絡(luò)使用”，比如在時(shí)速300km/h以上的高鐵能否正常使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等等。LTE對(duì)于此的標(biāo)準(zhǔn)在于保證15km/h及以下速率的移動(dòng)用戶系統(tǒng)特性最優(yōu)，而對(duì)15~120km/h的移動(dòng)用戶可提供高性能服務(wù)，保持120~350km/h移動(dòng)用戶的服務(wù)，高于350km/h移動(dòng)用戶不掉網(wǎng)。

　　終端網(wǎng)速受其移動(dòng)速度的影響，主要體現(xiàn)在多普勒頻移和頻繁切換上。與傳統(tǒng)基站天線不同，5G天線為終端用戶“定制”信號(hào)，采用波束賦形和波束跟蹤技術(shù)，波束賦形技術(shù)擴(kuò)展了高頻段無線覆蓋范圍，減輕了無線干擾，更窄的波束可減輕多普勒效應(yīng)，快速的波束跟蹤技術(shù)可克服高速場(chǎng)景下的頻繁切換問題，為指定終端提供不間斷的高速連接。

　　5G波束就像一個(gè)可以靈活調(diào)節(jié)方向的探照燈，基站和終端天線不斷檢測(cè)波束，搜索最強(qiáng)的波束來連接基站和終端，并在波束之間快速切換，以保持始終如一的高速連接。

　　不過也不要以為這樣以后5G時(shí)代坐高鐵就信號(hào)滿滿網(wǎng)速刷刷的了，畢竟測(cè)試場(chǎng)地里汽車離基站那么近，高鐵沿線呢……

　　當(dāng)然，“靜止”狀態(tài)下的5G網(wǎng)速演示已經(jīng)無數(shù)次出現(xiàn)于各大通信廠商的實(shí)驗(yàn)室了，不過往往只是數(shù)據(jù)那么枯燥，而對(duì)于實(shí)際應(yīng)用或許可以期待多VR直播。

　　物聯(lián)網(wǎng)用例越來越多，規(guī)模遠(yuǎn)超想象

　　“物聯(lián)網(wǎng)”在今天已經(jīng)比較容易理解了，在過去想想你家里無線聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備可能只有手機(jī)、平板、手表，你家里無數(shù)的電器、城市里無數(shù)的公用設(shè)施還與網(wǎng)絡(luò)絕緣，然而今天物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)初步普及到你解鎖一輛共享單車就需要依靠網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙來實(shí)現(xiàn)。

　　剛剛過去的MWCS2017除了5G之外大放異彩的當(dāng)屬物聯(lián)網(wǎng)，在愛立信展臺(tái)，愛立信與中國(guó)聯(lián)通、Qualcomm聯(lián)合宣布，在全球范圍首次成功實(shí)現(xiàn)基于eMTC(Cat-M1) VoLTE功能的應(yīng)用演示。在現(xiàn)場(chǎng)，愛立信東北亞總裁柯瑞東演示了在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，如何利用火警觸發(fā)面板進(jìn)行報(bào)警。

　　當(dāng)按下報(bào)警按鈕，含有eMTC模組的火警觸發(fā)面板會(huì)把報(bào)警信息以及位置信息通過eMTC連接到消防中心，進(jìn)行報(bào)警，這樣在消防中心的消防員就會(huì)立即與報(bào)警人進(jìn)行VoLTE通話。

　　eMTC(Cat-M1) 即LTE Category M1，是一種無線技術(shù)且擁有高移動(dòng)性，低成本，廣泛覆蓋，靈活部署和低延遲等優(yōu)點(diǎn)。 在Cat-M1上加入VoLTE語(yǔ)音支持，能夠確?；贑at-M1的設(shè)備能夠進(jìn)行語(yǔ)音通話，進(jìn)一步發(fā)揮其價(jià)值。同時(shí)， 使用CAT-M1 VoLTE，可以幫助運(yùn)營(yíng)商部署低成本網(wǎng)絡(luò)，滿足多種移動(dòng)寬帶和物聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)需求。

　　擁有eMTC模組的火災(zāi)報(bào)警面板

　　除了火災(zāi)報(bào)警出發(fā)面板外，應(yīng)急通信面板還可以用在城市和高速公路上的緊急援助點(diǎn)、電梯緊急呼救等。有了LTE IoT Cat-M1技術(shù)的支持，這些應(yīng)急通信設(shè)備可以轉(zhuǎn)換為無線連接，實(shí)現(xiàn)更加便捷的部署。此外，Cat-M1 VoLTE還可以用于GPS跟蹤裝置。

　　基于LTE IoT Cat-M1 的GPS跟蹤裝置可以允許即使在偏遠(yuǎn)地區(qū)的用戶通過數(shù)據(jù)發(fā)送位置信息并與家人或救援部門建立連接。相比較傳統(tǒng)的技術(shù)，應(yīng)用新技術(shù)的設(shè)備擁有廣泛的覆蓋范圍、更長(zhǎng)的電池壽命等。有了VoLTE功能的支持，在緊急情況下，用戶還可以利用該設(shè)備與他人建立緊急語(yǔ)音通信鏈接，提高通信效率。

　　以另一個(gè)身份出現(xiàn)的諾基亞將5G用于工業(yè)4.0

　　作為一家經(jīng)過去的智能機(jī)巨頭而今的通信業(yè)巨頭，諾基亞在近年的展會(huì)一直是以我們過去不怎么熟悉的“行業(yè)”身份出現(xiàn)。其實(shí)丟掉手機(jī)業(yè)務(wù)的諾基亞至今仍是全球第二大移動(dòng)設(shè)備制造商，僅次于愛立信，旗下員工約有10萬(wàn)人。

　　作為推動(dòng)工業(yè)4.0的領(lǐng)頭羊之一，諾基亞未來的目標(biāo)是將5G作為諾基亞研發(fā)重點(diǎn)的同時(shí)，產(chǎn)品創(chuàng)新要和工廠改造齊頭并進(jìn)，打造未來工廠，工業(yè)4.0包括提升自動(dòng)化、生產(chǎn)力和數(shù)據(jù)使用。

　　諾基亞在今年2月的MWC上重點(diǎn)做了一些具體應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)演示，如攜手英特爾聯(lián)合演示了高清電視及多人虛擬現(xiàn)實(shí)游戲等5G家庭體驗(yàn)、攜手中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合展示了利用獨(dú)立5G端到端系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所交付的電子醫(yī)療(eHealth)解決方案、攜手ABB聯(lián)合演示了利用5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能機(jī)器人工作場(chǎng)景等。

　　GSM協(xié)會(huì)已經(jīng)為新興5G標(biāo)準(zhǔn)確定了70種不同的使用情況，其中包括從智能電表和觸覺互聯(lián)網(wǎng)到虛擬現(xiàn)實(shí)等一切在內(nèi)。毫無疑問，5G將作為基礎(chǔ)技術(shù)之一支持各行業(yè)的包容性增長(zhǎng)并促進(jìn)就業(yè)。未來，這項(xiàng)技術(shù)將和印刷機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、電力、蒸汽機(jī)、電報(bào)一樣，作為 “通用技術(shù)”，支持幾乎所有行業(yè)。