講座報(bào)道丨沈浩濤：5G終端發(fā)展趨勢(shì)

　　5G終端發(fā)展趨勢(shì)

　　01

5G的前世

　　5G，這里指第五代移動(dòng)通訊。

　　從古至今，人類都在探索跟遠(yuǎn)方的通信方式，直到近代才真正掌握了無線通信技術(shù)，上世紀(jì)80年代出現(xiàn)了最早的移動(dòng)通信設(shè)備。

　　1G（語音時(shí)代）——空白

　　1G時(shí)代使用的是模擬語音技術(shù)，主要技術(shù)是頻分多址，使用效率較低，就像收音機(jī)接收電臺(tái)節(jié)目，不安全、容易串線，只是初步解決遠(yuǎn)端移動(dòng)通話的場景需求。最早應(yīng)用的移動(dòng)通信設(shè)備以摩托羅拉8001為代表。

　　2G（文本時(shí)代）——跟隨

　　2G時(shí)代的主要技術(shù)是時(shí)分多址技術(shù)，分為GSM，CDMA 1X兩種網(wǎng)絡(luò)制式，把同一個(gè)頻率劃分成不同的時(shí)間段，提升了頻率使用效率。不同時(shí)段的語音通話不會(huì)串線，更加安全，這是移動(dòng)通信技術(shù)的一大飛躍。

　　2G時(shí)代，出現(xiàn)了以諾基亞為代表的移動(dòng)終端設(shè)備——手機(jī)，屏幕上面可以顯示來電號(hào)碼，也可以編輯發(fā)送短信，因此說2G是文本時(shí)代。同時(shí)，還出現(xiàn)了一些簡單的游戲和文字網(wǎng)頁，也擁有了如TCL、康佳等我國自主品牌。

　　3G（圖片時(shí)代）

　　3G時(shí)代主要技術(shù)是碼分多址技術(shù)，就像把時(shí)間段打包，通話就像互相扔沙包。手機(jī)有了操作系統(tǒng)，正式進(jìn)入了智能手機(jī)時(shí)代，出現(xiàn)了諾基亞的賽班，微軟的windows，蘋果IOS和安卓等四個(gè)主要陣營。有了操作系統(tǒng)，我們可以在應(yīng)用商店提供許多應(yīng)用下載，包括鈴聲和壁紙等。出現(xiàn)了初期的視頻應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)手游，同時(shí)催生了新生代的智能手機(jī)品牌。

　　HTC是最早投入安卓陣營的手機(jī)廠家之一，安卓系統(tǒng)開源，各類應(yīng)用極其豐富；IOS生態(tài)鏈封閉，只有經(jīng)過認(rèn)證的APP才能進(jìn)入終端，因而更加安全。

　　芯片制造商MTK把很多功能集成到芯片上做成模塊，降低了手機(jī)制造成本和技術(shù)難度，售價(jià)低于千元的智能機(jī)才成為了可能。

　　4G（視頻時(shí)代）

　　4G時(shí)代主要技術(shù)是正交頻分復(fù)用，類似于給每個(gè)沙包不同的顏色，不同的顏色分配給不同的通信使用，極大的提升了數(shù)據(jù)鏈路的使用效率。實(shí)現(xiàn)了大批量的文件傳輸，視頻應(yīng)用催生了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，形成了以華為為首的手機(jī)制造商，誕生了初級(jí)的智能家居產(chǎn)品和智能車載設(shè)備。

　　移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的豐富性在電子商務(wù)上表現(xiàn)尤為突出，深圳早在2000年就出現(xiàn)了電子商務(wù)，但由于出現(xiàn)太早，技術(shù)和商業(yè)環(huán)境尚未跟上，直至后來以支付寶為代表的虛擬支付的產(chǎn)生和物流行業(yè)的發(fā)展，才使得電子商務(wù)迅速發(fā)展起來，并且產(chǎn)生了大量創(chuàng)新的熱門應(yīng)用產(chǎn)品。

　　回顧過去，1G—4G主要解決人跟人交互的問題，5G則能夠深入到生活和生產(chǎn)的方方面面，因此我們說“4G改變生活，5G改變社會(huì)”。

　　02

　　5G特性與應(yīng)用

　　1、5G的特性

　　究竟什么是5G？它分為兩條路線，一條叫非獨(dú)立組網(wǎng)，一條叫獨(dú)立組網(wǎng)。非獨(dú)立組網(wǎng)共用4G的網(wǎng)絡(luò)，能迅速實(shí)現(xiàn)5G的功能，也給運(yùn)營商足夠的時(shí)間去營造市場；獨(dú)立組網(wǎng)就是單獨(dú)建設(shè)整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)，從核心網(wǎng)到接入網(wǎng)。

　　5G使用的技術(shù)非常復(fù)雜，但能極大的提高頻譜使用效率。5G頻段分成低頻（6GHz以下）和高頻（6GHz以上）兩部分，頻率跟波長成反比，頻率越高波長越短，5G的高頻部分波長以毫米為單位計(jì)算，所以稱為毫米波。

　　“5G之花”是我國5G規(guī)劃初期提出的九個(gè)主要指標(biāo)，被ITU采納了其中八個(gè)，分別是：

　　峰值速率：理論速率達(dá)到20G比特/秒。

　　用戶體驗(yàn)速率：用戶可以體驗(yàn)到的速率是100M比特/秒。

　　頻譜效率：單位面積內(nèi)能夠通過的吞吐量是4G的三倍。

　　移動(dòng)性能：連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的移動(dòng)性能是500公里/小時(shí)。

　　時(shí)延：時(shí)延是1毫秒。

　　連接數(shù)密度：允許每平方公里100萬個(gè)設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。

　　網(wǎng)絡(luò)能效：能效就是功耗，單位能量可發(fā)送的數(shù)據(jù)量。

　　流量密度：單位時(shí)間、單位面積里允許通過的流量。

　　2、5G的應(yīng)用

　　5G的應(yīng)用分為三大類：

　　①增強(qiáng)移動(dòng)寬帶——辦事快

　　解決大容量的文件和視頻流的傳輸需求。

　　圖片來源：科普中國

　　應(yīng)用一：AR/VR。AR/VR應(yīng)用有兩大短板：網(wǎng)絡(luò)速度慢和清晰度不夠。5G時(shí)延低，網(wǎng)速快，可以避免用戶的眩暈感。

　　應(yīng)用二：遠(yuǎn)程教育/遠(yuǎn)程會(huì)議。5G可以使得視頻畫面更加清晰，沒有延遲，更方便交流和互操作。

　　②超高可靠低時(shí)延——不拖沓。

　　圖片來源：科普中國

　　5G應(yīng)用于自動(dòng)駕駛。

　　智能車聯(lián)分三個(gè)層次：首先是在車?yán)锝▊€(gè)局域網(wǎng)，手機(jī)跟車機(jī)可以相互連接，手機(jī)上的部分功能可映射到車機(jī)上，車內(nèi)的狀況可以通過傳感器反饋到手機(jī)上，甚至可以反饋到后臺(tái)管理系統(tǒng)或者4S店。

　　其次是車路協(xié)同。通過車上的雷達(dá)、攝像頭、紅外線、802.11P等傳感器，可以實(shí)時(shí)掌握四周車輛或行人的位置、行動(dòng)方向和速度，每輛車都臉上了5G基站，就可清楚掌控50公里內(nèi)所有車輛的狀況，并且及時(shí)告知突發(fā)情況。但車身上裝太多傳感器的話，成本高，功耗高，比較容易受天氣影響，5G能補(bǔ)足這些短板，所以說5G時(shí)代自動(dòng)駕駛才能真正實(shí)現(xiàn)。

　　

　　最后是人工智能和大數(shù)據(jù)。所有車輛都接入網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)經(jīng)過整理提供給人工智能做分析和判斷，代替人操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

　　5G的時(shí)延是1毫秒，就是千分之一秒。假如汽車的行駛速度為120公里/小時(shí)，60ms時(shí)延的制動(dòng)距離為2米，10ms時(shí)延的制動(dòng)距離為33厘米，1毫秒的5G時(shí)延，制動(dòng)距離僅3厘米。

　　5G應(yīng)用于智慧醫(yī)療。

　　5G時(shí)代還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手術(shù)，北京的醫(yī)生可以給深圳的患者做手術(shù)。給醫(yī)療設(shè)備裝上5G模塊，就能把醫(yī)療設(shè)備放在家里或者社區(qū)醫(yī)院，在家就可以檢查身體，免除醫(yī)院排隊(duì)難的問題。數(shù)據(jù)庫還可記錄病人長期以來的健康情況，生過什么病，吃什么藥治好的，輕微的或者常見的病癥，人工智能就能代替醫(yī)生提前提醒、主動(dòng)提醒，甚至做出診斷。

　　③海量機(jī)器類通信——擠不爆。

　　應(yīng)用于智慧城市，萬物互聯(lián)，整個(gè)城市都變智能化，就會(huì)有超大量的設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。

　　應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

　　5G時(shí)代的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都可以建立一個(gè)大系統(tǒng)，管理每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工具和要素，每個(gè)產(chǎn)品都可追溯，極大地提高生產(chǎn)水平。

　　各國運(yùn)營商和制造商正在世界各地進(jìn)行5G技術(shù)的測(cè)試和驗(yàn)證工作，深圳已搭建好相關(guān)服務(wù)平臺(tái)。

　　03

　　5G終端

　　消費(fèi)者最感興趣的就是終端。在年初的移動(dòng)世界大會(huì)上，終端制造商們推出了各種各樣的智能終端。

　　大部分運(yùn)營商首先用CPE實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。用CPE把室外的5G信號(hào)引到室內(nèi)，在家就能享受高速Wi-Fi服務(wù)，還能讓更多的終端接入網(wǎng)絡(luò)。

　　5G終端除了5G特性外，還結(jié)合人工智能，實(shí)現(xiàn)各種創(chuàng)新的交互方式，以及游戲應(yīng)用。

　　終端集成了更多的感知，如智能穿戴設(shè)備裝上芯片就可以測(cè)量心跳、血壓等。也能進(jìn)行控制，比如用手機(jī)控制空調(diào)，在離家?guī)坠锿獾牡胤娇刂齐婏堨摇?/p>

　　人工智能在語音識(shí)別、人臉識(shí)別、圖象處理上已經(jīng)非常強(qiáng)大，比如拍一個(gè)距離很遠(yuǎn)的物體，攝像頭會(huì)自動(dòng)拉近距離。人工智能還可以降低能耗，根據(jù)不同的使用場景和需要分配能耗。

　　技術(shù)會(huì)催生應(yīng)用，應(yīng)用也會(huì)倒逼技術(shù)進(jìn)步，5G的高速率特性迫使手機(jī)屏幕擴(kuò)展，如曲面屏、柔性屏、折疊屏。

　　5G還有一個(gè)技術(shù)——計(jì)算邊緣化。

　　這是針對(duì)云計(jì)算而言的，有了5G網(wǎng)絡(luò)的支撐，手機(jī)可以把大部分的計(jì)算放到云端，大大減輕CPU的計(jì)算量，，極大的降低手機(jī)能耗。

　　5G會(huì)更加標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化

　　5G全世界就一個(gè)制式，都在一張網(wǎng)上進(jìn)行建設(shè)，都執(zhí)行同樣的通信協(xié)議，更加有利于標(biāo)準(zhǔn)化。

　　通信部分模塊化后，相同應(yīng)用場景的各類產(chǎn)品可以使用同一種通信模塊，降低集成商的難度，同時(shí)也降低成本。并且模塊化的產(chǎn)品維修替換會(huì)非常容易。

　　04

　　5G的挑戰(zhàn)

　　5G技術(shù)很靈活，需要通過不斷的研究和測(cè)試找出能實(shí)現(xiàn)愿景的技術(shù)。但不是說5G來了就要把2G~4G全部剔除，多模共存給制造商提了一個(gè)大難題。

　　5G的標(biāo)準(zhǔn)制訂從提出到今天時(shí)間很短，任務(wù)重，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)目前都正在快速推進(jìn)中，估計(jì)到2020年5G大部分的主要標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)凍結(jié)。

　　安全，是一大難點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)中，每一個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)都可能會(huì)成為安全漏洞，所以安全特別重要。

　　網(wǎng)絡(luò)部署建設(shè)的挑戰(zhàn)。高頻信號(hào)繞開障礙物的能力弱，穿透墻壁或空間傳輸后的衰減厲害，因此基站建設(shè)密度比4G要高，可能是4G的1.5倍，所以建設(shè)成本和維護(hù)成本都高。

　　分享幾個(gè)實(shí)用小知識(shí)：

　　① 普通的電磁輻射對(duì)人體無害，電離輻射需特別注意；

　　② 基站周邊輻射功率實(shí)測(cè)不到1毫瓦，對(duì)人體影響小，無需懼怕；

　　③ 終端都通過了嚴(yán)格的檢測(cè)才能上市合法銷售；

　　④ 不要在充電時(shí)使用手機(jī)，不要長時(shí)間使用手機(jī)，長時(shí)間使用即使沒有輻射對(duì)眼睛也不好，特別是兒童；

　　⑤ 手機(jī)接通之后才貼近耳朵，拿開之后再掛斷。

　　5G是美好的，它會(huì)給生活帶來豐富多彩的應(yīng)用，讓我們張開懷抱，迎接5G的到來。