论5G如何改变生活原来科技发展如此迅猛,

五年前,移动互联网蓬勃发展的4G时代,催生了移动支付、在线直播、短视频、便捷电商、外卖服务、智能打车等行业,给我们的生活带了翻天覆地的变化。然而在4G起初商用之时,谁也没有想到它会给我们的生活带来如此巨大的改变。年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广发放5G商用牌照,中国正式进入5G商用元年。在设备方面,年12月26日,高通骁龙5G双模手机OPPOReno3系列发布,想必5G时代会对我们的生活有翻天覆地的影响,这绝对是前所未有的创新与突破。

技术人总是喜欢倒腾前世今生,总是希望把事务来个“前十年厘清、后十年预判”,作为移动通信的5G标准而言亦是如此。

大约在上世纪80时代(也就是我出生的年代),在我的印象中,家里有座机实属罕见,而在北京地铁的一号线(复兴门)能看到有人风衣里揣大哥大更是惊现。是的,那时我们刚告别寻呼机后,移动通信时代正式进入我们的生活视野。1G移动通信主要以语音为中心,基于模拟和蜂窝技术的辉煌时期,虽然功能非常有限,仅能服务于军事、政府机构和名人等市场,但也足以撬动所有人眼球。不过那时还没有相关通用的移动通信标准,很多国家都是自己开发自己使用,这意味着你的移动设备跨国是无法使用的。

很快的,20世纪90年代就出现了2G技术的演进,移动市场迅速扩张,品牌厂商一夜兴起,终端设备迅速普及。从小众客户到大众客户都在充分享受着从模拟技术向数字技术转变的福音。当时,GSM主要为欧洲的2G移动通信技术的标准化而设立,GSM在欧洲和其他地区被广泛接受,超过了CDMA和PDC等其他2G技术。

今天,人们广泛使用的移动终端以及通信运营商的网络大多承载于3G、4G之上,也就是移动互联网发展和渗透的这近20年。当然最初推动3G发展的是WCDMA和CDMA技术。3G在语音和数据容量方面提供了显著的改进,WCDMA后来演变为HSPA,以匹配CDMA提供的速度。当然,3G的下载速率实现了质的突破,移动市场即使在3G时代也与计算机行业尝试分离,人们可以使用计算机访问互联网和移动设备,进行语音和简单数据服务。而对于4G通信技术,则更多是随着互联网的普及和在线内容的日益流行,很多服务可以通过适当的技术提供给移动设备。4G技术应运而生,其重点是增加数据和语音容量并提高整体体验质量。当然还包括4G推出的全IP系统,彻底取消了电路交换技术,同时也进一步提高了整体网络容量。随着带宽量的增加和延迟的减少,4G可以提供诸如LTE语音(VoLTE)和WiFi语音(VoWiFi)等许多附加服务。

聊着聊着,我们终于可以直奔主题了,可以谈谈5G通讯技术的引入和发展前景了。据说5G的发展主要有两个驱动力:一个是以长期演进技术为代表的第四代移动通信系统4G已全面商用,对下一代技术的讨论提上日程;另一方面是:移动数据的需求爆炸式增长,现有移动通信系统难以满足未来需求,急需研发新一代5G系统。所以,5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

移动通讯技术的发展和普及并非一蹴而就,移动通讯技术在过去几十年的发展基础上,每每十年相隔缔造了科技的进步,技术超越、平台创新和能力迭代是振奋人心的。5G时代的到来亦是如此。5G主要以增强移动设备的体验和整个通信技术生态系统,包括物联网(IoT)、移动车辆(V2X)和增强型移动宽带(eMBB)体验。它标志着很多垂直行业如医疗、农业、汽车等领域的融合。在技术层面,5G架构的设计是支持云原生的,并推动SDN和虚拟化技术的发展,以创建一个操作灵活且可编程的网络。它试图最小化接入核心网以及网络功能软硬件组件之间的依赖关系。5G还引入了网络切片功能,通过网络切片,物理网络基础设施可划分为多个虚拟网络,使运营商能够为特定的用户群提供特定类型的支持。网络切片和多连接可确保5G成为可满足多种服务需求的单一网络基础设施。观察自衣食住行”,我也深刻感觉到移动通讯与生活的密不可分,而且我自己所从事的是云计算、大数据等领域相关工作。数据资产,信息元素和客户体验……这些都让我亲身体验到我们对移动数据日益增长的需求。据说去年全球移动宽带用户就达到了90亿,而到年预计移动通信网络的容量需要在当前的网络容量上增长倍。一方面,如果按照当前移动通信网络发展,容量难以支持千倍流量的增长,网络能耗和比特成本难以承受;而且流量增长必然带来对频谱的进一步需求,而移动通信频谱稀缺,可用频谱呈大跨度、碎片化分布,难以实现频谱的高效使用;此外要提升网络容量就必须智能高效利用网络资源,例如针对业务和用户的个性进行智能优化,但这方面的能力不足;最后就是移动数据流量的暴涨将给网络带来严峻的挑战,未来网络必然是一个多网并存的异构移动网络,要提升网络容量,必须解决高效管理各个网络,简化互操作并增强用户体验。为了解决上述挑战,满足日益增长的移动流量需求,亟需发展新一代5G移动通信网络。

年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,中国正式进入5G商用元年。年9月10日,华为公司在布达佩斯举行的国际电信联盟年世界电信展上发布《5G应用立场白皮书》,展望了5G在多个领域的应用场景。年10月,5G基站入网正式获得了工信部的开闸批准。工信部颁发了国内首个5G无线电通信设备进网许可证,标志着5G基站设备将正式接入公用电信商用网络。随着5G即将商用,未来市民能体验到在银行推出的5G+无人银行;交通方面,5G自动驾驶方兴未艾;在民生领域,远程医疗等5G+医疗和5G+环保等应用也已经闪亮登场。年10月31日,三大运营商公布5G商用套餐,并于11月1日正式上线5G商用套餐。这些都是技术的变革、产品的创新以及应用的实践,但说到这里我也不由得惭愧万千,因为自己还在使用3G设备和3GWCDMA网络,貌似没有资格对5G发展说三道四?我觉得5G网络的主要优势主要在于,它的数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10Gbit/s,比当前的有线互联网要快得多,比目前的4GLTE蜂窝网络快倍。另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间),低于1毫秒,而4G为30-70毫秒。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入,但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商。由于数据传输更快,5G网络将不仅仅为手机提供服务,而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商,与有线网络提供商竞争,更是与物联网技术和应用的有机结合。

我还上网爬取了5G网络的技术特点与大家分享,主要包括:

峰值速率需要达到Gbit/s的标准,以满足高清视频,虚拟现实等应用的大数据量传输。空中接口时延水平需要在1ms左右,能够满足未来自动驾驶技术,人工智能应用、远程医疗场景等实时应用的快速预判和执行。超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网移动无线通信。频谱效率要比LTE提升10倍以上。连续广域覆盖和高移动性下,用户体验速率达到Mbit/s。流量密度和连接数密度大幅度提高。系统协同化,智能化水平提升,表现为多用户,多点,多天线,多摄取的协同组网,以及网络间灵活地自动调整。以上是5G区别于前几代移动通信的关键,是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果。

5G的应用领域可以是车联网与自动驾驶,车联网技术经历了利用有线通信的路侧单元(道路提示牌)以及2G/3G/4G网络承载车载信息服务的阶段,正在依托高速移动的通信技术,逐步步入自动驾驶时代。5G的应用领域可以是远程医疗,外科医生可以利用5G技术实施远程外科手术,据说可以操纵偏远医疗机构的机械臂,而且设备响应延时只有0.1秒。5G的应用领域可以是高清视频推广,大幅减少了下载时间,下载速度从每秒约20兆字节上升到每秒50千兆字节,相当于在1秒钟内下载超过10部高清影片。5G的应用领域可以是智能电网的测量,智能电网能够支持海量的连接以及广覆盖的测量处理体系,支持超大数量末端设备的同时接入、小于20ms的超低时延,以及终端深度覆盖、信号平稳等是其可安全工作的基本要求。我在网上还看到过一篇文章,再讲我们除了5G的阐述速率方面,其实还有很多可以提及的话题,因为速率毕竟只是百姓生活


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