通信巨頭開那么多腦洞 只為讓你搞懂5G
作為一個吃瓜群眾而非業(yè)內(nèi)人士,你會發(fā)現(xiàn)近兩年的通信或者消費電子行業(yè)的展會越來越多的出現(xiàn)了5G的影子,更要命的是,明明這是個類似“2G、3G、4G”一樣的詞,為什么運營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?其實這與5G網(wǎng)絡(luò)本身太多能有關(guān),想想過去的2G時代你只能用手機打電話發(fā)短信,3G/4G只能給手機來上網(wǎng)(當然往后一點還有平板、穿戴等等)——粗略上來說,它們確實只能干這些事情。
這么多新名詞畢竟需要落地,為了給大家講清楚5G之下的細分業(yè)務(wù),過去兩年多的展會以及各家的5G試驗階段,也能看到通信巨頭們費盡心思為“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。一是增強型移動寬帶,大幅提高現(xiàn)有移動寬帶性能,如將傳輸速度峰值提高至每秒20Gbps,實現(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、智能農(nóng)業(yè)、森林防火需求;三是低時延高可靠通訊,把時延比現(xiàn)在減少90%,至1毫秒,確保通訊在500公里時速下依然流暢,滿足對時延和可靠性具有極高指標要求的領(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
既然過去的標準大都跟手機有關(guān),那就先說說(前)5G時代對于手機網(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,搭載集成了驍龍X16 LTE調(diào)制解調(diào)器的驍龍835移動平臺,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,可實現(xiàn)比第一代LTE終端快達10倍的下載速度。

中興千兆手機下載速率演示 一直穩(wěn)定于900Mbps以上

由于5G標準尚未敲定,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)長期演進的一部分,該叫LTE-Advanced Pro,你把它看做4.5G或者Pre5G都可以;目前國內(nèi)運營商們推廣的“4G+”已經(jīng)是演進到LTE-A的階段,速度已經(jīng)比第一代快一到兩倍。

而千兆LTE目前剛剛由中國移動聯(lián)合華為、三星、高通在杭州首次成功完成商用終端外場測試,測試下行峰值速率超過700Mbps(在當前TD-LTE下,千兆級速率測試理論最高速率約730Mbps),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家運營商開始部署千兆級LTE網(wǎng)絡(luò),所以國內(nèi)暫時還見不到商用的影子。
波束賦形+波束跟蹤 高速移動也有高速網(wǎng)絡(luò)
接下來的展示還是與“速率”有關(guān),不過是實打?qū)嵉?G網(wǎng)絡(luò)了,而且測試終端從手機變成了不常見的賽車;無論5G有多“多能”,確立標準還是實際應(yīng)用時速率都是種排在低時延、高可靠性、大連接等的前面。
走在前列的愛立信就進行過多次高速下的5G速率測試,其中一次,它聯(lián)合Verizon在一個賽車場四周安裝了四個5G基站,測試設(shè)備從我們熟知的手機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,遠離基站時也有1Gbps以上的下行速率,而接近時更是達到了6Gbps以上,而此時車速足足有120多公里/小時。


當年高通確立4G LTE網(wǎng)絡(luò)性能評測標準的時候就有一條“考慮用戶在高速移動狀態(tài)下的4G LTE網(wǎng)絡(luò)使用”,比如在時速300km/h以上的高鐵能否正常使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等等。LTE對于此的標準在于保證15km/h及以下速率的移動用戶系統(tǒng)特性最優(yōu),而對15~120km/h的移動用戶可提供高性能服務(wù),保持120~350km/h移動用戶的服務(wù),高于350km/h移動用戶不掉網(wǎng)。
終端網(wǎng)速受其移動速度的影響,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,采用波束賦形和波束跟蹤技術(shù),波束賦形技術(shù)擴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波束,搜索最強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時代坐高鐵就信號滿滿網(wǎng)速刷刷的了,畢竟測試場地里汽車離基站那么近,高鐵沿線呢……
當然,“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驗室了,不過往往只是數(shù)據(jù)那么枯燥,而對于實際應(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、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)和藍牙來實現(xiàn)。
剛剛過去的MWCS2017除了5G之外大放異彩的當屬物聯(lián)網(wǎng),在愛立信展臺,愛立信與中國聯(lián)通、Qualcomm聯(lián)合宣布,在全球范圍首次成功實現(xiàn)基于eMTC(Cat-M1) VoLTE功能的應(yīng)用演示。在現(xiàn)場,愛立信東北亞總裁柯瑞東演示了在發(fā)生火災(zāi)時,如何利用火警觸發(fā)面板進行報警。
當按下報警按鈕,含有eMTC模組的火警觸發(fā)面板會把報警信息以及位置信息通過eMTC連接到消防中心,進行報警,這樣在消防中心的消防員就會立即與報警人進行VoLTE通話。

eMTC(Cat-M1) 即LTE Category M1,是一種無線技術(shù)且擁有高移動性,低成本,廣泛覆蓋,靈活部署和低延遲等優(yōu)點。 在Cat-M1上加入VoLTE語音支持,能夠確保基于Cat-M1的設(shè)備能夠進行語音通話,進一步發(fā)揮其價值。同時, 使用CAT-M1 VoLTE,可以幫助運營商部署低成本網(wǎng)絡(luò),滿足多種移動寬帶和物聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)需求。

擁有eMTC模組的火災(zāi)報警面板
除了火災(zāi)報警出發(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、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音通信鏈接,提高通信效率。
以另一個身份出現(xiàn)的諾基亞將5G用于工業(yè)4.0
作為一家經(jīng)過去的智能機巨頭而今的通信業(yè)巨頭,諾基亞在近年的展會一直是以我們過去不怎么熟悉的“行業(yè)”身份出現(xiàn)。其實丟掉手機業(yè)務(wù)的諾基亞至今仍是全球第二大移動設(shè)備制造商,僅次于愛立信,旗下員工約有10萬人。
作為推動工業(yè)4.0的領(lǐng)頭羊之一,諾基亞未來的目標是將5G作為諾基亞研發(fā)重點的同時,產(chǎn)品創(chuàng)新要和工廠改造齊頭并進,打造未來工廠,工業(yè)4.0包括提升自動化、生產(chǎn)力和數(shù)據(jù)使用。
諾基亞在今年2月的MWC上重點做了一些具體應(yīng)用的現(xiàn)場演示,如攜手英特爾聯(lián)合演示了高清電視及多人虛擬現(xiàn)實游戲等5G家庭體驗、攜手中國移動聯(lián)合展示了利用獨立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)的智能機器人工作場景等。

GSM協(xié)會已經(jīng)為新興5G標準確定了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)的包容性增長并促進就業(yè)。未來,這項技術(shù)將和印刷機、互聯(lián)網(wǎng)、電力、蒸汽機、電報一樣,作為 “通用技術(shù)”,支持幾乎所有行業(yè)。



