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                        關于5G 我們都在期待什么

                        責任編輯:zsheng |來源:企業網D1Net  2018-10-07 09:53:16 本文摘自:極客公園

                        華燈初上,絳紅色清潔車正打掃街道。他邊移動邊抱怨,“又剩我一個人加班了,沒勁!”大廈前的路燈恰巧聽見了這話,寬慰對方,“我也在加班好嗎!”

                        安裝在燈桿上的圓形攝像頭發現遠處紅綠燈在偷懶,紅綠燈立馬變換顏色反駁,“沒看到嗎?我這兒也忙著呢?”

                        此時,躲在路邊花圃里的水龍頭監測到空氣濕度不足,自動打開了閥門朝空中灑水,還不忘打趣同事們,“大家都消消火吧!”

                        “最新消息,明天下雪!”一旁沉默不語的公告牌突然播起天氣。原本各自置氣的路燈、紅綠燈和攝像頭,一下子高興得歡呼起來。只有清潔車還悶悶不樂,無奈地說:“我討厭下雪!”

                        就像電影《博物館奇妙夜》里發生的一幕,零點時分,館內的藏品全都復活,他們聊天、玩耍、惡作劇。而這部由美國高通公司發布的短視頻,打造的是一座智能互連的奇幻大都市。

                        金屬制清冷色調極具未來感,大都市內,大小設備全部有自己的生命,有喜怒哀樂,有善惡是非。影片開場,右下角卻有兩行字幕,寫著該視頻內容是“基于高通基礎科技演繹的未來構想,所有設備均源于合理想象”。

                        也就是說,支持這些智能設備的基礎科技,不止出現在科幻大片中,也存在于如高通一般的科技公司的實驗室里,更可能于不久的將來成為你我生活中習以為常的一部分。而這個基礎科技正是5G通信技術。

                        短片以協同合作的道路設備,呈現了智慧城市一角。除此之外,5G技術還能給智慧城市帶來哪些想象?

                        5G時代的智慧城市

                        行駛在智慧城市的道路上,智慧運輸系統根據天氣、擁堵、交通事故等實時路況,為你提供道路信息、相應預警,以及最優出行路線。

                        交通智能系統正24小時監控車流人流,通過調節紅綠燈時長等方式,優化城市路徑。順利抵達目的地后,城市智能停車服務還將為你搜索附近所有合適價位的可用停車空間。

                        街道兩旁的路燈設有智能點亮系統,可根據節氣與時間自適應調正亮度。角落處的垃圾桶則安裝了自動檢測與分揀程序,能高效分裝不同類型的廢品,實現優化回收。

                        這條街巷你從未來過。你想快速找到要去的樓棟,通過智能眼鏡調取地圖導航。如果你不趕時間,想慢慢逛逛,了解當地風貌,每個建筑的歷史、用材、整體結構,甚至是安全系數都會一并整合,出現在你的眼前。

                        忙碌了一整天,你回到家,一邊通過液晶顯示屏確認冰箱內的食物類別、保質期限、來源,一邊查找相應食譜,準備晚餐。此外,你還可以通過遠程控制系統,快速讓洗衣機自動運轉,讓烤箱、爐灶燈設備自動清潔。

                        等待晚餐出爐的間隙,你收到了一份打折貨品信息。這是智慧購物系統根據消費習慣、喜好、體質等信息,為你量身定制的。你想起周末約了好朋友逛街,卻臨時有事無法赴約。于是,逛街由線下改成線上,你們對著家中的鏡子,一起試穿,互相點評。

                        你最近易感疲勞,周末預約了醫生問診,通過智慧醫療平臺。在這個平臺上,你有屬于自己的健康檔案,包括體溫、心跳、血壓、血糖等詳細信息。如果外出不便,也可以選擇遠程就醫。

                        車聯網、智能家居、遠程醫療……作為智慧城市的重要組成部分,其背后是數以萬計的設備接入網絡,由此形成一張萬物互連的物聯網。

                        物聯網是智慧城市實現的根基之一。我們該如何實現萬物互連?通向智慧城市的途徑又是什么?

                        是5G通信技術。

                        從1875年世界第一臺電話誕生,到1973年世界第一臺手機出現,再到2007年第一臺智能手機問世,在這段通信業歷史中,無論通信技術的發展還是移動終端的進步,都是圍繞人與人之間的溝通展開。

                        彼時,人與人之間的溝通需求還沒得到完全滿足,人與物、物與物的連接需求便放在了次要位置。這種狀況隨著3G、4G蜂窩網絡完善部署,工業化、自動化、智能化技術的發展,得以改善。

                        如今,現有的通信系統已經能夠滿足人際交流的日常需求,人們對物的功能和智能化正在加強,對物的依賴也在逐步加深。5G時代,則意味著人與人之間的溝通,正在向人與物、物與物之間擴展,最終實現萬物互連。

                        5G與多元的應用場景

                        十多年前,手機只能打電話和發短信,之后才支持上網。如果網速可以達到30~40kbit/s左右,說明你的手機已經很先進。

                        如今,智能終端用戶普及、移動互聯網快速發展,促使人們生活和信息交互方式的巨大變化。在5G智能設備上,增強現實(AR)、虛擬現實(VR)、超高清視頻、移動云等新型業務將得以發展,使人們的工作與休閑更加數字化、信息化。

                        人們如同侵入數據之海,無限暢游,隨時隨地汲取需要的數據信息。

                        可是,侵入數據之海的完美體驗,通過現有的4G技術已經無法滿足。5G憑借其低延時、高速率、高容量的特點,能夠滿足人們對網絡連接超大流量、超多設備連接數、超高移動性的需求。

                        5G通信技術有四個典型的應用場景:

                        1.連續廣域覆蓋場景,這是移動通信最基本的覆蓋方式,以保證用戶的移動性和業務連續性為目標。該場景主要的挑戰在于,隨時隨地(包括小區邊緣、高速移動、偏遠地區等惡劣環境),為用戶提供無縫的高速業務體驗

                        2.熱點高容量場景,主要面向局部熱點區域,為用戶提供極高的傳輸速率與流量密度需求,比如在廣場、運動館、音樂廳等人流密集之地。

                        3.低功耗大連接場景,主要面向智慧城市、環境檢測、智能農業、森林防火等,以傳感和數據采集為目標的應用場景,具有小數據包、低功耗、海量連接等特點。

                        4.低時延高可靠場景,主要面向車聯網、工業控制等垂直行業的特殊應用需求。這類應用對延時和可靠性具有極高的指標要求。

                        低時延、高可靠的典型場景之一是無人駕駛。設想下,一輛汽車正快速向你駛來,而你的車正在自動駕駛中。如果車載智能系統不能及時接收到來車提醒,就有可能發生交通事故。

                        自動駕駛的大部分應用場景如緊急剎車,都需要瞬間進行大量的數據處理,并及時做出決策。這需要網絡同時具有大帶寬、超高連接數、高可靠性和高精度定位等能力,唯有5G能同時滿足這些條件。

                        實際上,高通早在2017年便推出了突破性的C-V2X車聯網解決方案,其拓展了該領域的通信范圍、增強了可靠性,保障了自動駕駛對安全的高要求。為了滿足汽車制造企業采用C-V2X解決方案,實現道路安全的量產需求,該芯片組預計將于2018下半年商用出樣。

                        此外,連續廣域覆蓋和熱點高容量場景并非5G獨有。在3G、4G的系統設計內,均有對這兩個場景的描述。對普通用戶而言,三者的差異可能直觀體現在網速上。只是,不光是速率,在時延、連接數量、移動性等方面,5G相比于3G、4G都有極大提升。

                        以近年來流行的VR游戲為例。對于現有的通訊技術而言,由于網絡帶寬小、速率低和高延時等因素,用戶體驗時可能出現畫面卡頓,甚至頭暈目眩的感覺。

                        在2018年世界移動通信大會上,針對4G、5G在速率、延時等方面的性能,高通做了一系列模擬實驗。其中一組實驗,用戶瀏覽速度從4G的71 Mbps上升至5G的1.4 Gbps,響應速度大約快了23倍。用戶在線觀看8K 120fps 10bit的視頻也毫無壓力。

                        5G本身具備低至1ms的網絡時延、高達10Gbps的峰值下載速率和滿足1000億量級的網絡連接三大特性,足以實現完美的虛擬現實體驗。

                        除了VR,5G的這些特性還與工業設備、醫療儀器、交通工具等深度融合,有效滿足工業、醫療、交通等垂直行業的信息化服務需求。

                        那么,我們距離5G時代還有多遠?

                        5G大門的關鍵密鑰

                        9月中旬,在中國電信與高通舉辦的天翼智能生態博覽會上,現場觀眾與5G手機有過一次近距離接觸。

                        那是高通展示的用于5G測試的移動平臺。它就像一臺大號的普通智能手機。讓人們驚訝的是,它卻能夠實現每秒數千兆比特的下載速度,并將很快應用到今年下半年的5G試驗室和外場測試中,為商用鋪平道路。

                        你可能會對毫米波感到陌生,它也是加速5G普及的關鍵密鑰之一。目前這項技術也取得了重大進展。

                        毫米波是一種頻譜。我們平時使用的無線通信,包括移動、衛星等都被國際電信聯盟劃分在指定頻段工作。從這個角度看,頻譜是一種有限資源。國際上,2G/3G/4G移動通信系統普遍采用6GHz以下中低頻段,如今這一段位的頻譜已相當稀缺。

                        5G與4G的不同點是,前者可考慮使用更高的頻段——毫米波。毫米波的技術挑戰在于,使用該頻段傳輸容易造成路徑受阻、信號衰減的情況。如何將毫米波天線安置在手機上?如何利用這一技術增強信號覆蓋?這些都是實現5G商用亟待解決的問題。

                        Qualcomm QTM052天線模組

                        今年7月,高通推出了全球首款面向智能手機及其他移動終端的毫米波5G天線——QTM052。

                        這款天線的模塊設計小巧,僅一美分硬幣尺寸,可允許在一部手機中安裝四套QTM052模組,緩解了5G設備天線板塊的設計難題。此外,通過與驍龍X50 5G調制解調器配合,這套模組還可以實現更為優秀的信號覆蓋范圍。

                        可以把調制解調器看作是一個“翻譯員”,功能是實現通信鏈路中數字與模擬信號的轉換。驍龍X50是全球首款5G調制解調器。這款產品既支持6GHz,也支持毫米波,利用毫米波的大帶寬,結合先進的信號處理技術,能夠實現每秒五千兆比特的下載速度。

                        全球首次5G數據連接也是高通實現的。2017年10月,在香港召開的高通4G/5G峰會上,高通公布了這一消息,還一并推出了第一款5G手機參考設計,意味著驍龍X50這款5G調制解調器成功“出道”,也意味著從運營商到手機廠商,整個產業鏈都能利用這顆芯片,加速5G的產品設計。

                        這更意味著你距離5G又近了一大步。

                        5G,未來可期

                        高通首席執行官史蒂夫·莫倫科夫曾說:“移動通信之路,并非一蹴而就,只有在3G/4G時代深厚積累,才能推動5G到來。”

                        為了加速5G普及,除了加大投入,加強自身產品與技術的研發,行業內外的協同合作也必不可少。

                        今年一月,高通聯合聯想、OPPO、小米、vivo等國產手機企業共同發布了5G領航計劃,加強了與中國手機企業間的合作,力圖在2019年實現5G智能手機的商用。9月27號聯想創新科技大會上,聯想CEO楊元慶甚至率先發布了一款5G手機。

                        在我國,5G技術研發試驗一直由工信部指導、IMT-2020(5G)推進組負責實施。當前進度已經走到了5G第三階段測試,這是5G技術研發測試的最后一環,將為2019年展開5G規模試驗及預商用做好準備。

                        第三階段的測試在近期有了重大進展。今年9月28日,IMT-2020(5G)推進組發布了中國5G技術研發試驗的第三階段成果。高通與中興和大唐(信科)成功的進行了新空口的互操作測試。在之前國際與國內的測試中,高通完成了與包括中興、華為、愛立信、諾基亞、大唐、三星等所有網絡設備廠家的互操作測試。高通也將其終端產品商用的時間點預定在2019年。

                        5G真的來了。

                        古登堡1440年左右發明了印刷機。此前,書籍必須依靠人力復制,生產低效。使用印刷機,書籍實現了量產。

                        蒸汽機出現前,大型工廠必須建造在河流附近,依靠水能投產。蒸汽機打破了這種地域依賴。

                        電力則更加向前,允許機器實現集成能源供應,支持更高效的機器配置,重新定義了行業與競爭格局。

                        印刷機、蒸汽機、電力……它們都屬于通用技術。這類技術的共性是,普遍用于多個行業,能帶來長期且持續的改進,催生多種創新。

                        5G技術也是通用技術。毫米波、調制解調器……這些看似離你很遙遠的發明創造,卻是實現5G技術實現不可或缺的部分。這些創新,都是一代代如高通這般的通信公司、通信人不斷努力的成果。

                        正如高通堅持踐行的一句話:“我們發明的基礎科技,讓世界智能互連。”

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                        本文摘自:極客公園

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