圖片來自“東方IC”

在5G世界中有許多用例成為現(xiàn)實(shí)，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)，遠(yuǎn)程呈現(xiàn)和人工智能等基礎(chǔ)技術(shù)構(gòu)建的應(yīng)用程序?qū)⑹芤嬗诤Ａ繑?shù)據(jù)通信鏈路和超低延遲。提供光纖速度的固定無線服務(wù)將為有線電視公司和流媒體訂閱提供商提供UHD視頻流和全新商業(yè)模式。汽車和無人機(jī)將通過低延遲網(wǎng)絡(luò)相互通信并協(xié)調(diào)周圍的事物。工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)最終將成為廣域網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)。最后，5G將使我們更接近實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬連接到網(wǎng)絡(luò)的傳感器設(shè)備的真實(shí)物聯(lián)網(wǎng)世界。

 5G基礎(chǔ)知識(shí)介紹 - 速率、延遲、國(guó)內(nèi)頻段 

5G將采用28GHz毫米波通信，理論下行速度為10Gb/s，相當(dāng)于下載速度1.25GB/s。由于5G技術(shù)將可能使用的頻譜是28GHz及60GHz，屬極高頻（EHF），比一般電信業(yè)現(xiàn)行使用的頻譜（如2.6GHz）高出許多。使用當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)，延遲時(shí)間可持續(xù)約20毫秒。它看起來并不多，但是對(duì)于5G，延遲時(shí)間減少到1毫秒，或大約是普通相機(jī)閃光燈完成所需的時(shí)間。

雖然5G能提供極快的傳輸速度，能達(dá)到4G網(wǎng)絡(luò)的40倍，而且時(shí)延很低，但信號(hào)的衍射能力（即繞過障礙物的能力）十分有限，且發(fā)送距離很短，這便需要增建更多基站以增加覆蓋。目前的方案是在5G建網(wǎng)初期，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將仍以宏基站為主，室內(nèi)數(shù)字化小基站可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)流量熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋，室外小基站將作為深度覆蓋困難區(qū)域覆蓋的有效補(bǔ)充。

查閱一些數(shù)據(jù)，中國(guó)的5G商用會(huì)從6GHz以下頻段開始。中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信將在3.5GHz頻段各獲得100MHz的頻譜資源；中國(guó)移動(dòng)有望在2.6GHz頻段獲得100-150MHz頻譜資源，另外，中國(guó)移動(dòng)還有可能獲得4.9GHz頻段的100MHz頻譜資源。

 5G在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用 

即將推出的5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的承諾是反應(yīng)靈敏，快速，省電。5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，這比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，整部超高畫質(zhì)電影可在1秒之內(nèi)下載完成。隨著5G技術(shù)的誕生，用智能終端分享VR電影、游戲以及超高畫質(zhì)（UHD）節(jié)目的時(shí)代已向我們走來。

這是一個(gè)巨大的飛躍。一種可以解決電纜和電線基礎(chǔ)設(shè)施的問題。它將意味著連接和自動(dòng)駕駛車輛。它將為偏遠(yuǎn)地區(qū)帶來真正的寬帶。虛擬現(xiàn)實(shí)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將隨著快速，永遠(yuǎn)在線，始終連接的實(shí)時(shí)體驗(yàn)而蓬勃發(fā)展。工廠將受益于無處不在的傳感器和網(wǎng)絡(luò)智能機(jī)器人。

 VR、AR 

VR和AR技術(shù)其實(shí)已經(jīng)算不上新詞了，不過由于硬件和網(wǎng)絡(luò)的原因，目前4K VR 360視頻的質(zhì)量也存在縮水。理想4K VR 360視頻的碼率值可達(dá)30Mbps以上(采用H.264編碼)，流暢觀看所需的最小帶寬將達(dá)45 ~ 90Mbps以上。

為什么我們現(xiàn)在所看到的4K VR360視頻質(zhì)量會(huì)縮水呢?經(jīng)分析，原因主要有兩點(diǎn)。首先，高碼率VR360視頻對(duì)于服務(wù)器渲染和CDN的分發(fā)能力要求更高，所需要的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)成本更大。其次，VR 360視頻碼率越高，對(duì)用戶接入帶寬的平均速率要求也越高，不是所有家庭都已接入了100Mbps帶寬。

5G不僅僅是按需提供電影院分辨率。它將使事件制作者能夠從數(shù)百個(gè)位置和角度捕獲和流式傳輸音頻和視頻，并使觀眾能夠像現(xiàn)在更換電視頻道一樣輕松地從流切換到流。這意味著能夠?yàn)槎鄠€(gè)個(gè)人，可穿戴設(shè)備和室內(nèi)設(shè)備提供身臨其境的體驗(yàn) - 所有這一切都具有完美的同步性 - 將虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)從新奇的領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到日常生活中。

4G成就了微信、抖音等大流量平臺(tái)應(yīng)用。5G將為VR、AR內(nèi)容、硬件、平臺(tái)創(chuàng)業(yè)者創(chuàng)造騰飛的風(fēng)口。

 自動(dòng)駕駛 

自動(dòng)駕駛汽車的未來取決于5G網(wǎng)絡(luò)的全球推廣。如果沒有可靠的超高速連接，汽車就無法互相交流，廣告商也無法直接將內(nèi)容直接傳輸?shù)侥难矍?，?dāng)您的車從A點(diǎn)開車時(shí)，您肯定無法坐下來下載完整的電影。 4G（第四代）技術(shù)可能推動(dòng)了移動(dòng)視頻的崛起，但5G是汽車行業(yè)的下一個(gè)前沿，使人工智能，娛樂和基礎(chǔ)設(shè)施能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛汽車提供動(dòng)力。

為什么5G的推出對(duì)開發(fā)自動(dòng)駕駛汽車很重要？

我認(rèn)為5G將會(huì)改變游戲規(guī)則。它會(huì)更改連接的速度，延遲和可用性。當(dāng)傳輸方式從2G變?yōu)?G時(shí)，沒有人能夠設(shè)想一個(gè)世界，而不是僅僅發(fā)短信或使用你的聲音。我認(rèn)為從4G到5G的過渡將是類似的。人們將要在該設(shè)備上執(zhí)行的操作，現(xiàn)在甚至無法考慮。從汽車的角度來看，它打開了一個(gè)完全不同的世界。假設(shè)人們?cè)谲囍?，并且想要觀看高清電影，但下載需要幾分鐘。使用5G，它將是瞬時(shí)的，比4G網(wǎng)絡(luò)快20到1000倍。5G網(wǎng)絡(luò)可以更具針對(duì)性和特定性。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 

自動(dòng)駕駛汽車和機(jī)器人技術(shù)是2025年中國(guó)制造的核心部件。這套總體目標(biāo)旨在推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)擺脫低成本，低利潤(rùn)的制造業(yè)。率先采用前瞻性技術(shù)將使共產(chǎn)主義國(guó)家與德國(guó)，日本和美國(guó)處于同一聯(lián)盟。幾十年來，工廠一直使用傳感器來測(cè)量產(chǎn)品溫度，計(jì)數(shù)和監(jiān)控生產(chǎn)，并確保質(zhì)量。直到最近，傳感器才通過傳統(tǒng)弱電有線連接，以實(shí)現(xiàn)更大的部署，監(jiān)控和主動(dòng)維護(hù)靈活性。在智能制造自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，低時(shí)延的應(yīng)用尤為廣泛，比如對(duì)環(huán)境敏感高精度的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、化學(xué)危險(xiǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)等。

智能制造閉環(huán)控制系統(tǒng)中傳感器（如壓力、溫度等）獲取到的信息需要通過極低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞，最終數(shù)據(jù)需要傳遞到系統(tǒng)的執(zhí)行器件（如：機(jī)械臂、電子閥門、加熱器等）完成高精度生產(chǎn)作業(yè)的控制，并且在整個(gè)過程需要網(wǎng)絡(luò)極高可靠性，來確保生產(chǎn)過程的安全高效。

此外，工廠中自動(dòng)化控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)的工作范圍可以是或者幾百平方公里到幾萬平方公里，甚至可能是分布式部署。根據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)景的不同，制造工廠的生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)可能有數(shù)以萬計(jì)傳感器和執(zhí)行器，需要通信網(wǎng)絡(luò)的海量連接能力作為支撐。

5G將在整個(gè)工廠或倉庫和更智能的機(jī)器人中實(shí)現(xiàn)無線傳感器的實(shí)時(shí)連接。

 家庭自動(dòng)化 

目前智能家居市場(chǎng)連接協(xié)議混亂，各種窄帶無線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，諸如藍(lán)牙、WiFi、ZigBee、Z-Wave等等，使得設(shè)備與設(shè)備之間的溝通成本大大增加。在接下來的十年中，我認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備未來將會(huì)大量增長(zhǎng)，無論是工業(yè)，還是農(nóng)業(yè)，還是之前提到的智慧城市的需求。這些增長(zhǎng)的需求在工作和家庭中為我們提供更高的安全性，安全性和健康性。而5G接入IP網(wǎng)絡(luò)，以及IPV6的推廣，將會(huì)為智能家居的產(chǎn)品種類和底層連接形式帶來新的突破。

市場(chǎng)研究公司IDC的數(shù)據(jù)顯示，2018年全球智能家居市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)31%，智能家居設(shè)備總銷量為6.439億個(gè)?；?0%以上的年均增長(zhǎng)率，預(yù)計(jì)2022年將有多達(dá)13億臺(tái)智能設(shè)備進(jìn)入家庭。這意味著平均每六個(gè)人，無論年齡大小，將會(huì)擁有一臺(tái)智能家用設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)，Wi-Fi，藍(lán)牙和4G等各種連接標(biāo)準(zhǔn)可供物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和工程師使用，5G應(yīng)該能夠滿足所提到的所有產(chǎn)品范例，從近距離到長(zhǎng)距離，高速率速度，同時(shí)提供令人難以置信的數(shù)據(jù)速率。

 “速度，響應(yīng)能力和覆蓋范圍的結(jié)合可以釋放其他技術(shù)熱門趨勢(shì)的全部功能，為自動(dòng)駕駛汽車，無人機(jī)，虛擬現(xiàn)實(shí)和物聯(lián)網(wǎng)提供動(dòng)力?！?/p>

 新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 

當(dāng)5G正式成為IoT推動(dòng)者時(shí)，這會(huì)是什么樣子？

制造商將擴(kuò)展和重新開發(fā)他們的工廠和倉庫，以支持5G網(wǎng)絡(luò)，基礎(chǔ)設(shè)施和安全性，以創(chuàng)建新的5G產(chǎn)品，并重新構(gòu)建和重新構(gòu)想舊產(chǎn)品。

消費(fèi)者需要回收舊設(shè)備并更新家庭和工作場(chǎng)所，以支持將成為“必要”連接的內(nèi)容。

自動(dòng)供電： 電池和電線現(xiàn)在可能是物聯(lián)網(wǎng)供電的可行解決方案，但隨著全球物聯(lián)網(wǎng)的龐大數(shù)量不斷增加，實(shí)際上幾乎無法跟上。物聯(lián)網(wǎng)傳感器，M2M或工廠自動(dòng)化中的電池故障或耗盡可能會(huì)使公司收入增加并增加安全和責(zé)任問題。無線電源- 無焊盤，遠(yuǎn)距離 - 至關(guān)重要。

電子產(chǎn)品回收計(jì)劃： 過去幾年我們將家用電器和工作設(shè)備保留下來。憑借支持5G的物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)傳感器的連續(xù)自動(dòng)無線電源，當(dāng)前的“非智能”設(shè)備很快就會(huì)過時(shí)，需要回收或再循環(huán)。最適合此計(jì)劃的公司和社區(qū)將把潛在的環(huán)境危害轉(zhuǎn)化為機(jī)遇。

術(shù)語解釋：

毫米波

所有蜂窩網(wǎng)絡(luò)都使用無線電波來通過空中傳輸數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)使用較低頻段（如700兆赫茲）的頻譜。通常，頻段或頻率越高，您可以達(dá)到的速度越高。然而，更高頻率的結(jié)果是更短的范圍。

要實(shí)現(xiàn)那些瘋狂的高5G速度，您需要真正高頻的頻譜。毫米波范圍介于24千兆赫和100千兆赫之間。

除了短距離之外，超高頻頻譜的問題是它非常挑剔 - 葉子以錯(cuò)誤的方式吹，你會(huì)受到干擾。忘記像墻壁這樣的障礙。像Verizon這樣的公司正致力于使用軟件和廣播技巧來解決這些問題并確保穩(wěn)定的連接。

小基站

傳統(tǒng)的蜂窩覆蓋通常源于散落著不同無線電和天線的巨大塔。這些天線能夠遠(yuǎn)距離廣播信號(hào)，因此您不需要太多信號(hào)。小電池是相反的 - 背包大小的收音機(jī)可以掛在路燈，桿屋頂或其他區(qū)域。它們只能在短距離內(nèi)廣播5G信號(hào)，因此我們的想法是在密集的網(wǎng)絡(luò)中使用大量信號(hào)。 

有些城市有這種密集的網(wǎng)絡(luò)，但如果你走出城域，那么小小區(qū)就變得更具挑戰(zhàn)性。 

Sub-6GHz

鑒于真正的高頻段頻譜有多么麻煩（參見上面的“毫米波”部分），有一種運(yùn)動(dòng)可以在更低的頻率或低于6GHz的頻率下采用頻譜。額外的好處是運(yùn)營(yíng)商可以使用他們已經(jīng)擁有的頻譜來進(jìn)入5G網(wǎng)絡(luò)。例如，T-Mobile有一塊600MHz的頻譜，計(jì)劃用它來為其5G部署提供動(dòng)力。在低于6GHz之前，這是不可能的。這就是為什么你會(huì)看到更多的運(yùn)營(yíng)商擁抱低頻頻譜。

但是低頻頻譜存在相反的問題：雖然距離很遠(yuǎn)，但它的速度和容量與毫米波頻譜不同。理想選擇是運(yùn)營(yíng)商使用兩者的混合。

MIMO

“多輸入，多輸出”的縮寫?；旧希菍⒏嗵炀€推入我們的手機(jī)和蜂窩塔的想法。而且總能擁有更多的天線。它們?yōu)楦斓那д譒TE網(wǎng)絡(luò)提供支持，目前市面上的公司正在部署所謂的4x4 MIMO，其中四個(gè)天線安裝在手機(jī)中。

載波聚合 

無線運(yùn)營(yíng)商可以采用不同頻段的無線電頻率并將它們綁定在一起，因此像三星Galaxy S8這樣的手機(jī)可以挑選最快速，最不擁擠的手機(jī)?？梢园阉胂蟪梢粭l三車道高速公路，這樣車就可以根據(jù)哪條車道的交通量減少而進(jìn)出。

QAM 

這是一個(gè)非常技術(shù)性的術(shù)語，它代表正交幅度調(diào)制。它允許流量以與載波聚合或MIMO不同的方式快速移動(dòng)。使用256 QAM，您將擁有大型拖拉機(jī)拖車，而不是小型車。MIMO，載波聚合和QAM已經(jīng)進(jìn)入4G網(wǎng)絡(luò)，但在5G也發(fā)揮了重要作用。

Beam forming

這是一種在特定方向上引導(dǎo)5G信號(hào)的方法，可能會(huì)提供自己的特定連接。Verizon一直在使用波束形成毫米波譜，繞過墻壁或樹木等障礙物。

未經(jīng)許可的頻譜 

蜂窩網(wǎng)絡(luò)都依賴于他們擁有并從政府購買的許可頻譜。但轉(zhuǎn)向5G時(shí)，人們認(rèn)識(shí)到在保持廣泛覆蓋范圍方面沒有足夠的頻譜。因此，運(yùn)營(yíng)商正在轉(zhuǎn)向未經(jīng)許可的頻譜，類似于我們的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)所依賴的那種免費(fèi)電波。

網(wǎng)絡(luò)切片

這是能夠開發(fā)出各種頻譜，為特定設(shè)備提供所需的連接。例如，相同的蜂窩塔可以為您家中連接的水表提供更低功率，更慢的傳感器連接，同時(shí)提供更快，更低延遲的連接到自動(dòng)駕駛汽車的導(dǎo)航即時(shí)的。