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5G你真的了解吗?

发布日期:2021-02-13 19:24 作者:威尼斯人app

  移动通信技术名称中的“G”,与我们平时常说的多少G流量或者多少G的速率是不同的,在这里它并不是一个数量单位,而是英文单词Generation的简写形式,意为“代”。5G意为第五代移动通信技术,英文是“the 5th-Generation Cellular Network Technology”,即提供宽带接入的第五代蜂窝网络技术,它是继2G、3G、4G系统之后的发展延伸,是目前最新一代无线通信技术。

  1896年,无线电之父——意大利人马可尼实现了人类历史上首次无线电通信,他发送的无线电信号穿越了英吉利海峡,标志着人类已经正式推开了无线通信时代的大门。此后的时间里,无线通信似乎进入了“蛰伏期”,一直未取得新的划时代成果,直到上个世纪70年代又迎来了大爆发。1973年4月,马丁·库帕发明了世界上第一部真正意义上的手机,标志着人类敲开了全民无线G的经典产品——大哥大,逐渐走入了人们的生活。1G的主要作用是实现了语音通信。然而,由于1G信号非常不稳定且用户承载量非常有限,于是,1990年前后,我们迎来了2G时代,相比于1G,其信号质量和用户承载量均有所提升。到了20世纪末,人们对于手机的需求不再仅仅局限于通话,于是,以多媒体业务需求为牵引、以CDMA(码分多址)为核心技术的3G时代悄然来临。CDMA的基本思想是靠不同的地址码来区分的用户地址,它使得网络速率和用户承载量都大幅提升,完全能够满足公众的基本多媒体业务需求。2010年后,我们迎来了4G时代,其理论速率可达百兆量级且传输非常稳定可靠,几乎可以满足所有用户对于高速高质量无线业务的需求。概括地讲,1G出现了移动通线G普及了移动通线G实现了高速率网上冲浪。从1G到4G,是系统容量、安全性、稳定性的不断提升,最终,让通信从少数人的特权变成了所有人的福祉。

  线G在我国正式商用,这意味着全民5G时代已经悄然来临。5G网络采用了很多新的无线通信技术,其中比较有意思的是多天线技术和设备间直连。

  关键技术1:多天线技术多天线技术就是我们常听到的MIMO,意为“多进多出”(Multiple-Input Multiple-Output),多根天线发送,多根天线G时代,就已经有MIMO了,但是天线数量并不多,只能说是初级版的MIMO。到了5G时代,MIMO技术日臻成熟,变成了加强版的Massive MIMO(Massive意为大规模的、大量的),学名是“大规模天线G时代天线数量不是按根来算了,而是按“阵”,或者说天线是成片成片的,这相当于为基站和用户之间建立了众多通道,使得网络用户承载量呈指数级增长。通俗地讲,每个人都可以把自己的手机、平板、笔记本电脑、台式电脑等所有设备全部接入5G网络而丝毫不会影响上网体验。

  5G时代,同一基站下的两个用户进行通信,通信数据将不再通过基站转发,而是直接手机到手机,学名是D2D,即Device to Device(设备到设备)。通俗地讲,就是“没有中间商赚差价”,这样,就节约了大量的空中资源,也减轻了基站的压力。说到这里,可能有朋友要问了,这样是不是就不用交话费了?那你就太天真了,虽然你传输的消息不通过“中间商”了,但是控制消息(保证你传输的消息不出错的消息)还是要通过“中间商”来传递的,因此你依然占用了公共资源,还是要付钱的。

  与2G萌生数据、3G催生数据、4G发展数据不同,5G是跨时代的技术。除了更加极致的网速体验和更大的传输容量外,5G将开启“万物互联”的物联网时代,其影响力会渗透到各行各业,对我们的生产生活产生深远影响。国际电信联盟为5G定义了eMBB(增强移动宽带)、mMTC(海量大连接)、URLLC(低时延高可靠)三大应用场景。

  eMBB(增强移动宽带)——我们平时常见的8K高清直播、VR/AR沉浸式体验馆等,是eMBB的典型场景。这类场景对通信带宽和时间延迟的要求极高,对于普通人而言,eMBB场景的普及推广将大大改善我们的线上办公、学习和娱乐的体验,“卡顿”一词将逐渐淡出我们的网络生活。mMTC(海量大连接)——当前非常火爆的电子政务、智能交通、智能电网、云计算、全套智能家居等,是mMTC的典型场景。这类场景对连接密度要求较高,海量的设备将集中交接在较小的范围内。例如,在下班到家前,你可以通过5G手机远程控制家里的智能热水器提前烧好热水,也可以遥控智能空调提前调节好室温,还可以通过智能摄像头看一看家中无人照料的宠物。随着mMTC场景的延伸部署,智慧城市、智能家居、视频监控、远程控制等将会给我们每个人都带来“动一动手指,触碰的是整个世界”的美好体验。

  URLLC(低时延高可靠)——你也许看到过外科医生远程给病人做精密手术,也看到过一辆无人驾驶的汽车灵活地穿梭在城市的大街小巷,还看到过工业生产线上智能机器人之间分毫不差地密切协作,这些都是URLLC的典型场景。可以预见的是,URLLC场景的普及化,将深刻改变社会产业结构和人力资源结构,人在社会中的角色和作用将会发生一些微妙的变化,信息技术越来越成为社会发展的重要驱动力量。

  实际上,通信技术并不神秘,5G作为当前通信技术皇冠上最耀眼的宝石,也不是什么遥不可及的创新革命技术,它更多是对现有通信技术的融合与演进。站在时代的转折点,我们看到:电磁学作为现代通信技术的理论根基,已经有130多年的历史;伟大数学家、通信学家香农先生提出香农公式也有70余年,在通信领域无数人的接力下,已经在逼近理论极限。如何在科学原理的范畴内,进一步发掘通信的潜力,是通信从业者们孜孜不倦的追求。相信在不久的将来,一定会有伟大的科学家,带领我们冲破穹顶,迎来新世界的曙光。


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