元宇宙：沖破5G的上限

香農三大定理是信息論的基礎理論。香農三大定理是存在性定理，雖然并沒有提供具體的編碼實現(xiàn)方法，但為通信信息的研究指明了方向。香農第一定理是可變長無失真信源編碼定理。香農第二定理是有噪信道編碼定理。香農第三定理是保失真度準則下的有失真信源編碼定理。

5G通信技術的顛覆性

在經(jīng)歷了1G到4G時代，通過使用蜂窩通信、CDMA、TDMA等方式，對通信頻段和增加信息密度，現(xiàn)代通訊技術不斷使信息傳遞量逼近那個時代條件下的香農極限。4G LTE技術采用了正交頻分多址技術(OFDMA)，將信道利用基本達到極致。而如今5G的出現(xiàn)可以說是在服從香農定理之下，顛覆了前面的一切。

5G網(wǎng)絡采用了很多新的無線通信技術，其中最具代表性的就是波束賦形(Beamforming)，大規(guī)模天線陣列(Massive MIMO)，以及毫米波通信(mmWave)。

大規(guī)模天線陣列在5G網(wǎng)絡中具有更精確的3D波束賦形，提升接收信號強度，提升基站的吞吐率，可同時同頻服務更多用戶，提高網(wǎng)絡容量，有效減少小區(qū)間的干擾。

毫米波最大的優(yōu)勢就是更寬的帶寬，根據(jù)香農公式，帶寬越大信道容量也就越大，通信速率也就變得越快。

這些技術的成熟為未來的5G應用打下了豐富而堅實的基礎。下圖是美格智能SRM825W毫米波模組在Keysight E7515B儀表下的性能測試，實測到下行5.72Gbps的峰值速率，相信在不遠的將來，實驗室會測到20Gbps的下載速率。但事實上，5G的潛能在今天還完全沒有被廣泛使用。現(xiàn)今的5G可以說是水牛捉跳蚤——有勁使不上。

而在元宇宙的構想中，海量數(shù)據(jù)傳輸、邊緣計算、自動駕駛、智能制造等技術正需要5G的網(wǎng)絡特性。5G技術雖然在當下仍還在推廣和發(fā)展，但要發(fā)揮它真正的實力，元宇宙大門的開啟是關鍵。

元宇宙：全球互聯(lián)時代的新航路開辟

歷史上著名的地理大發(fā)現(xiàn)，指的是15世紀到17世紀，歐洲的船隊出現(xiàn)在世界各處的海洋上，尋找著新的貿易路線和貿易伙伴。在這些遠洋探索中，許多不為人知的國家與地區(qū)被人們發(fā)現(xiàn)。

新航路的開辟，使人類第一次建立起跨越大陸和海洋的全球性聯(lián)系。各個大洲之間的相對孤立狀態(tài)被打破，世界開始連為一個整體。東西方之間的文化、貿易交流大量增加，對世界各大洲在數(shù)百年后的發(fā)展也產(chǎn)生了久遠的影響。

歷史上的新航路開辟充滿著未知冒險：航行者無法準確測量經(jīng)度，木制船殼無法抵抗船蛆的侵蝕，儲備的食物不適于長期航行。如今的元宇宙概念正像是全球互聯(lián)時代背景下的新航路開辟。人們對它充滿爭議與好奇，試圖不斷探索其中奧秘。無疑，未來元宇宙技術的成熟將對全世界帶來深遠的影響。

元宇宙的初步應用場景：VR會議

10月28日，F(xiàn)acebook率先打響第一槍，宣布改名為Meta，并詳細闡述了打造自己的沉浸式數(shù)字世界的計劃，正式進軍元宇宙產(chǎn)業(yè)。Facebook提出了Infinite office的概念，這是一款VR虛擬辦公應用，可以通過創(chuàng)建虛擬辦公空間提高使用者的工作效率。

今年8月，F(xiàn)acebook為Infinite Office系列推出VR會議APP Horizon Workrooms，使用者可通過VR設備在會議中的虛擬桌面上放置白板，用手柄寫字，投屏分享真實的電腦屏幕內容，走到白板處記下腦暴碰撞的火花，增強與會者的體驗。

▲2021年8月，F(xiàn)acebook推出Horizon Workrooms

為VR辦公提供3D會議室場景

實現(xiàn)該應用場景需要以下三個關鍵技術要素的支撐：

AI算力：視覺建模和傳感器技術支持、機器學習和自然語言處理、智能交互和虛實交互技術。

數(shù)據(jù)采集/交互：傳感器技術發(fā)展、5G低延時高速通訊、AIoT萬物互聯(lián)基礎建設。

云端支持：云計算、邊緣計算和云結構化。

▲元宇宙的云架構

我們的技術是打開元宇宙大門的鑰匙

5G是實現(xiàn)元宇宙的網(wǎng)絡基礎設施，AI算力構建元宇宙-全真互聯(lián)網(wǎng)。

具有高速率、低時延和廣連接特點的5G通信技術可達到100Mbps至9Gpbs速率和低至2毫秒至10毫秒時延，支持全場景虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實同時運行。與此同時，VR會議的內容加工、物體識別跟蹤、場景理解和畫面渲染等功能均需要強大的AI算力加持，以實現(xiàn)更好的臨場感和逼真度。

隨著5G和AI技術的不斷發(fā)展， 5G+AIoT產(chǎn)品對元宇宙市場也將帶來顛覆性影響。增強現(xiàn)實設備與虛擬現(xiàn)實設備高度融合，或達到混合現(xiàn)實水平，可進行云端圖像構建、渲染，實現(xiàn)虛擬畫面與真實世界雙向實時嵌入目標。

▲點擊圖片，了解更多IoT蜂窩模組的3.0時代詳細介紹

元宇宙的實現(xiàn)離不開5G和AI算力的技術突破。在IoT蜂窩模組3.0時代的背景下，自帶高算力的5G蜂窩通信功能的智能模組將成為新的趨勢，向各大應用領域深入和拓展。作為行業(yè)首家推出5G智能模組的企業(yè)，美格智能先后發(fā)布了多款5G智能模組與行業(yè)解決方案，為多家知名企業(yè)定制開發(fā)了5G智能終端產(chǎn)品，協(xié)助萬物智聯(lián)的實現(xiàn)。

▲點擊圖片，了解更多5G智能模組SRM930詳細介紹

今年，美格智能最新推出的5G智能模組SRM930搭載了高通QCM6490平臺，具有高性能GPU和ISP，CPU：100K DMIPS、GPU：1126 GFLOPS，綜合AI算力可達14TOPS。支持多路攝像頭、雙高分辨率顯示及3D渲染，可在XR領域進行應用和推廣，推動元宇宙領域蓬勃發(fā)展。具體架構可參考如下框圖：

隨著智能網(wǎng)聯(lián)邊緣的擴展和元宇宙帶來的興起，以及云相關業(yè)務的快速發(fā)展，這一顛覆級生態(tài)將帶來億萬級的市場。作為近期各行各業(yè)廣泛關注的熱點，元宇宙在5G、人工智能、VR、AR、區(qū)塊鏈、云計算等行業(yè)屬性的加持下，將衍生出更多五彩斑斕的應用場景。未來，美格智能會在5G+AIoT的賦能下，緊跟時代步伐，繼續(xù)促進實現(xiàn)千行百業(yè)的數(shù)字化運營和數(shù)字化發(fā)展，為元宇宙的到來做好充分準備！