通信巨头开那么多脑洞只为让你搞懂5G

2017-07-06 05:41:00 [ 中关村在线原创 ] 作者：邱鑫

作为一个吃瓜群众而非业内人士，你会发现近两年的通信或者消费电子行业的展会越来越多的出现了5G的影子，更要命的是，明明这是个类似“2G、3G、4G”一样的词，为什么运营商和通信厂商们开始讲些越来越听不懂却跟“5G”有关的eMMB、URLLC、NB-IoT、V2X了呢？其实这与5G网络本身太多能有关，想想过去的2G时代你只能用手机打电话发短信，3G/4G只能给手机来上网（当然往后一点还有平板、穿戴等等）——粗略上来说，它们确实只能干这些事情。

这么多新名词毕竟需要落地，为了给大家讲清楚5G之下的细分业务，过去两年多的展会以及各家的5G试验阶段，也能看到通信巨头们费尽心思为“5G到底能干吗”所做的五花八门的展示。

通信巨头开了那么多脑洞只为给你讲清楚5G

5G应包括3大领域和范围。一是增强型移动宽带，大幅提高现有移动宽带性能，如将传输速度峰值提高至每秒20Gbps，实现极致通讯；二是大连接物联网，即充分满足物与物之间的通信需求，使用于智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火需求；三是低时延高可靠通讯，把时延比现在减少90%，至1毫秒，确保通讯在500公里时速下依然流畅，满足对时延和可靠性具有极高指标要求的领域，如车联网、工业控制等。

5G应用的3大领域和范围

最易懂的，自然还是网速更快

既然过去的标准大都跟手机有关，那就先说说（前）5G时代对于手机网络的革新吧；今年2月的MWC中兴发布了一款千兆手机，搭载集成了骁龙X16 LTE调制解调器的骁龙835移动平台，通过将载波聚合技术、4 x 4 MIMO天线技术以及256-QAM高阶调制技术相结合，可实现比第一代LTE终端快达10倍的下载速度。

中兴千兆手机下载速率演示一直稳定于900Mbps以上

由于5G标准尚未敲定，无论是网络还是设备芯片端都没有见到什么正式的演示，所以这里的“千兆LTE”仍然属于4G LTE（Long Term Evolution）长期演进的一部分，该叫LTE-Advanced Pro，你把它看做4.5G或者Pre5G都可以；目前国内运营商们推广的“4G+”已经是演进到LTE-A的阶段，速度已经比第一代快一到两倍。

而千兆LTE目前刚刚由中国移动联合华为、三星、高通在杭州首次成功完成商用终端外场测试，测试下行峰值速率超过700Mbps（在当前TD-LTE下，千兆级速率测试理论最高速率约730Mbps），平均速率680Mbps左右，是第一代4G终端的7倍左右；目前全球有20家运营商开始部署千兆级LTE网络，所以国内暂时还见不到商用的影子。

波束赋形+波束跟踪高速移动也有高速网络

接下来的展示还是与“速率”有关，不过是实打实的5G网络了，而且测试终端从手机变成了不常见的赛车；无论5G有多“多能”，确立标准还是实际应用时速率都是种排在低时延、高可靠性、大连接等的前面。

走在前列的爱立信就进行过多次高速下的5G速率测试，其中一次，它联合Verizon在一个赛车场四周安装了四个5G基站，测试设备从我们熟知的手机变成了一辆车顶安装接收终端的赛车。
赛车显示的5G下行速率随着与基站之间的距离而改变，远离基站时也有1Gbps以上的下行速率，而接近时更是达到了6Gbps以上，而此时车速足足有120多公里/小时。

当年高通确立4G LTE网络性能评测标准的时候就有一条“考虑用户在高速移动状态下的4G LTE网络使用”，比如在时速300km/h以上的高铁能否正常使用数据业务等等。LTE对于此的标准在于保证15km/h及以下速率的移动用户系统特性最优，而对15~120km/h的移动用户可提供高性能服务，保持120~350km/h移动用户的服务，高于350km/h移动用户不掉网。

终端网速受其移动速度的影响，主要体现在多普勒频移和频繁切换上。与传统基站天线不同，5G天线为终端用户“定制”信号，采用波束赋形和波束跟踪技术，波束赋形技术扩展了高频段无线覆盖范围，减轻了无线干扰，更窄的波束可减轻多普勒效应，快速的波束跟踪技术可克服高速场景下的频繁切换问题，为指定终端提供不间断的高速连接。

5G波束就像一个可以灵活调节方向的探照灯，基站和终端天线不断检测波束，搜索最强的波束来连接基站和终端，并在波束之间快速切换，以保持始终如一的高速连接。

不过也不要以为这样以后5G时代坐高铁就信号满满网速刷刷的了，毕竟测试场地里汽车离基站那么近，高铁沿线呢……

当然，“静止”状态下的5G网速演示已经无数次出现于各大通信厂商的实验室了，不过往往只是数据那么枯燥，而对于实际应用或许可以期待多VR直播。

物联网用例越来越多，规模远超想象

“物联网”在今天已经比较容易理解了，在过去想想你家里无线联网的设备可能只有手机、平板、手表，你家里无数的电器、城市里无数的公用设施还与网络绝缘，然而今天物联网已经初步普及到你解锁一辆共享单车就需要依靠网络和蓝牙来实现。

刚刚过去的MWCS2017除了5G之外大放异彩的当属物联网，在爱立信展台，爱立信与中国联通、Qualcomm联合宣布，在全球范围首次成功实现基于eMTC(Cat-M1) VoLTE功能的应用演示。在现场，爱立信东北亚总裁柯瑞东演示了在发生火灾时，如何利用火警触发面板进行报警。

当按下报警按钮，含有eMTC模组的火警触发面板会把报警信息以及位置信息通过eMTC连接到消防中心，进行报警，这样在消防中心的消防员就会立即与报警人进行VoLTE通话。

eMTC(Cat-M1) 即LTE Category M1，是一种无线技术且拥有高移动性，低成本，广泛覆盖，灵活部署和低延迟等优点。在Cat-M1上加入VoLTE语音支持，能够确保基于Cat-M1的设备能够进行语音通话，进一步发挥其价值。同时，使用CAT-M1 VoLTE，可以帮助运营商部署低成本网络，满足多种移动宽带和物联网通信服务需求。

拥有eMTC模组的火灾报警面板

除了火灾报警出发面板外，应急通信面板还可以用在城市和高速公路上的紧急援助点、电梯紧急呼救等。有了LTE IoT Cat-M1技术的支持，这些应急通信设备可以转换为无线连接，实现更加便捷的部署。此外，Cat-M1 VoLTE还可以用于GPS跟踪装置。

基于LTE IoT Cat-M1 的GPS跟踪装置可以允许即使在偏远地区的用户通过数据发送位置信息并与家人或救援部门建立连接。相比较传统的技术，应用新技术的设备拥有广泛的覆盖范围、更长的电池寿命等。有了VoLTE功能的支持，在紧急情况下，用户还可以利用该设备与他人建立紧急语音通信链接，提高通信效率。

以另一个身份出现的诺基亚将5G用于工业4.0

作为一家经过去的智能机巨头而今的通信业巨头，诺基亚在近年的展会一直是以我们过去不怎么熟悉的“行业”身份出现。其实丢掉手机业务的诺基亚至今仍是全球第二大移动设备制造商，仅次于爱立信，旗下员工约有10万人。

作为推动工业4.0的领头羊之一，诺基亚未来的目标是将5G作为诺基亚研发重点的同时，产品创新要和工厂改造齐头并进，打造未来工厂，工业4.0包括提升自动化、生产力和数据使用。

诺基亚在今年2月的MWC上重点做了一些具体应用的现场演示，如携手英特尔联合演示了高清电视及多人虚拟现实游戏等5G家庭体验、携手中国移动联合展示了利用独立5G端到端系统网络技术所交付的电子医疗（eHealth）解决方案、携手ABB联合演示了利用5G网络技术的智能机器人工作场景等。