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除了比4G快,5G还有哪些你不知道的秘密?

2020年蜂窝网络和物联网(IoT)世界的新“流行语”是5G。4GLTE的这种演变不应该让人感到意外,因为自上世纪80年代中期第一代模拟手机技术问世以来,我们就一直处于手机进化的世界。大约每隔10年,就会出现一代又一代的“G”蜂窝技术。人们已经开始期待它了。未知或期望的是,新技术将带来什么,以及它对整个行业和整个人口的意义。

作者:Cassie 编译来源:千家网|2021-04-30 10:10

2020年已经过去,展望2021年,我们希望新常态是一条比过去12个月更少未知的道路。事实上,我们希望未来的未知对我们的家庭和工作生活都是积极的。对我们大多数人来说,手机、互联网和技术的进步仍然是积极的,而且总体上持续增长。因此,2020年蜂窝网络和物联网(IoT)世界的新“流行语”是5G。4GLTE的这种演变不应该让人感到意外,因为自上世纪80年代中期第一代模拟手机技术问世以来,我们就一直处于手机进化的世界。大约每隔10年,就会出现一代又一代的“G”蜂窝技术。人们已经开始期待它了。未知或期望的是,新技术将带来什么,以及它对整个行业和整个人口的意义。

当然,新技术的许多好处只能在与新应用程序和用例配对后才能实现。因此,你可能会说,5G连接更快,那又怎样?但远远不止这些;其实,消费者手机数据传输速度只是冰山一角。下面是一组令人惊叹的复杂网络元素,它们被设计用来产生前所未有的连通性。

URLLC和mMTC

另外两项突破性的技术进步来自5G连接,这将补充速度,并提供了启动应用程序和用例的能力,这是以前不可能的。这些是超可靠低延迟通信(URLLC)和大规模机器类型通信(mMTC)。事实上,早在2019年5月,《福布斯》杂志就发表过一篇关于5G的文章,标题是《为什么5G不仅仅是更快的4G》。在这篇文章中,《福布斯消费科技》(ForbesConsumerTech)的前撰稿人西蒙·洛克曼(SimonRockman)讨论了将推动5G超越我们所见过的一切的三个主要因素。要完全掌握这些概念,需要对背景中发生的事情有一个基本的了解。这是技术性的;然而,真实世界的例子并非如此。

是的,5G的连接速度更快。这是快得多。它被称为eMBB(增强移动宽带或极端移动宽带)。这是非常先进的工程,围绕着三个相互交织的组件:天线、基站无线电和软件。

MIMO

通过在设备(和相应的基站)中合并大量的分组天线,可以创建多条数据流路径,然后将这些路径组合形成信息高速公路。这被称为大规模MIMO(多进多出),为非常高的吞吐量奠定了基础。在MIMO技术之前,如果设备从塔接收到多个信号,则会被视为干扰,会产生相反的效果(称为多径传播),并且会严重降低数据吞吐量。通过融合先进的天线技术和高度计算的信号处理,曾经被认为是“无线电噪声”的东西现在被用作加速器,为我们提供5G速度。

这些庞大的MIMO天线组与频谱共享、无许可Wi-Fi辅助和专门的信道编码软件等先进无线电技术相结合,为eMBB提供用户所需的功能,以满足用户对流媒体HD/4K视频、移动虚拟现实(VR)耳机和用于远程医疗等行业垂直市场的大容量物联网数据流的需求。有趣的是,构成4GLTE潜在50-100倍速度的组件还对其他方面有很大影响:延迟。

延迟

为了直观地理解什么是延迟,我们需要理解它与速度之间的关系。如果我们把速度比作汽车行驶的速度,那么延迟就是“0-60”。它表示比特和字节到达所需的时间或延迟。减少延迟(降低延迟)允许出现以前从未出现过的新应用程序和技术。例如,一辆自动驾驶汽车可以感知周围环境,并在无人参与的情况下进行操作。为了让汽车在马路上与其他车辆、行人和交通灯安全行驶,就需要与周围的环境进行互动。这就要求它们以某种方式连接起来,比如通过蜂窝网络。

在5G连接带来极低的延迟之前,蜂窝网络的延迟太大了,让这些车辆来不及做出足够快的反应来创造一个安全的环境。这种互动中的任何延迟都可能造成毁灭性的影响。在5G中,低延迟在车辆与周围任何事物快速通信和安全提供适当响应方面发挥着重要作用。这被称为“车辆至万物”(VehicletoEverything,简称V2X)通信,不仅在自动驾驶汽车上,还将在运输卡车、铁路/船舶/航空运输或任何在其他环境中运行的机器上发挥巨大作用。

布里斯托大学组织了一场关于5G低延迟特性的精彩演示。名为《管弦乐》的小提琴家AnnekaSutcliffe在布里斯托尔演奏,MischaDohler教授在伦敦市政厅的钢琴前演奏,歌手NoaDohler和小提琴家RitaFernandes在伦敦尤斯顿的DigitalCatapult通过5G网络在他们的偏僻地点表演。通过移动蜂窝连接同步音乐家的要求非常高,因为人的耳朵非常善于感知哪怕是最轻微的延迟。然而,当他们排练这首曲子时,这两把小提琴听起来就像一只小提琴。观众的体验就像音乐家在同一场地表演一样。

规模

在5G三大突破性进步中,最后一点(但肯定不是最不重要的一点)是关注机器连接到互联网的大规模。5G网络能够在一个小而专注的领域内连接数百万个物联网设备,这种能力被称为大规模机器类型通信(mMTC)。5G规范要求mMTC要求每平方公里有100万个连接。这种能力远远超过4G的容量,将允许大量运行、监测和控制许多类型的小型传感器设备。

一个很好的例子是,汽车工业将装配机器人和它们包含的许多传感器连接到工厂内的一个中央“状态监控”软件。状态监控是指监督这些机器人及其内部工作状态(工厂状态),以防止计划外缺陷。沿着生产过程记录条件特征,使产品的持续质量控制成为可能。这些机器中嵌入的数百个无线传感器节点(例如,摄像头、声音检测、接近传感器、温度传感器)通过5G网络进行无线连接。如果没有这种无线网络,这些机器将受制于有线网络连接,并限制它们可以放置在工厂车间的位置。这意味着生产设置可以很容易地改变和单位移动,以最大限度地提高工厂效率。

总而言之,5G连接最明显、最容易展示的优势就是令人难以置信的下载速度。但当我们深入研究时,我们会发现这种进化还有更多的奥秘。事实上,利用5G无线网络的业内人士刚刚意识到,当你将速度、可靠性和规模结合到一个前所未有的程度时,你会发现大量的、广泛的(还有一些尚未发现的)机会。

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