從技術(shù)對比和產(chǎn)業(yè)分析為何5G如此重要？

全世界有不到3 %的人關(guān)注了物聯(lián)網(wǎng)芯片

你真是個特別的人！

移動通信早已不僅僅包括電話和短信?，F(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)的主要任務是無線數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)網(wǎng)連接。每天我們都會聽到有關(guān)3G，4G和5G的消息，然而很少有人知道G表示“代”的意思，而且所有的移動網(wǎng)絡(luò)都被分為不同代,對于國人比較熟悉的3g,4g來說，他們的關(guān)鍵特性區(qū)別如下：

3G：表示具有每秒3.6 Mbit 的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率，允許通過互聯(lián)網(wǎng)進行語音和視頻呼叫，在線收聽音樂和觀看視頻。

4G：表示具有1 Gbps的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率，增加了Wi-Fi覆蓋范圍和更快的文件傳輸速率。

5G：表示網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率為20 Gbps，移動設(shè)備的工作原則是“一直在線”，5G的功耗低，是有線互聯(lián)網(wǎng)的替代品。

無線通信發(fā)展簡史：

1G

1984年引入了1G網(wǎng)絡(luò)。第一代網(wǎng)絡(luò)從一開始就是模擬網(wǎng)絡(luò)，甚至不涉及數(shù)據(jù)傳輸，僅專注于語音呼叫。盡管移動通信“大規(guī)?！笔褂眠@一代互聯(lián)網(wǎng)連接，但它對移動互聯(lián)網(wǎng)的需求一直很低。原因是和有線互聯(lián)網(wǎng)相比，移動互聯(lián)網(wǎng)的連接成本高，連接質(zhì)量低。

2G

2G技術(shù)是90年代數(shù)字熱潮的結(jié)果，它允許移動通信與有線通信競爭。美國和歐洲無法在相同的技術(shù)上達成一致，并繼續(xù)向不同方向發(fā)展。美國人推廣自己的D-AMPS（Digital-Advanced Mobile Phone System）和早期版本的CDMA（Code Division Multiple Access），另一方面，歐洲人依靠GSM(Global System for Mobile Communications)技術(shù)。這些標準之間的關(guān)鍵區(qū)別在于使用頻率資源的方式?？梢哉f，早期階段的CDMA版本比GSM更有優(yōu)勢。

CDMA網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點有：

·更好的語音質(zhì)量

·寬頻帶耐干擾

·通信安全

·通信設(shè)備的功耗更低

為了處理信號，設(shè)備需要更少地使用電池電量。對于運營商而言，CDMA版本的優(yōu)勢在于基站具有更大的容量和范圍，具有更簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，抗過載能力以及對特定任務的適應性。

盡管有其優(yōu)勢，但在歐洲和亞洲，CDMA版本尚未普及。原因很簡單。在創(chuàng)建CDMA時，GSM版本已經(jīng)存在，可在選擇運載設(shè)備和消費設(shè)備時為其提供現(xiàn)成的解決方案。 更復雜的CDMA需要大的計算能力，需要為不太常見的技術(shù)創(chuàng)建新的解決方案。例如，普通CDMA版本電話的成本高于與它們對應的GSM版本，并且與已經(jīng)普及的GSM設(shè)備不兼容。

另外，存在用戶使用方便性的問題。在GSM網(wǎng)絡(luò)中，用戶的標識符是SIM卡，運營商所需要的信息存儲在SIM卡上。 用戶在更換手機時，只需要重新安裝SIM卡。與此同時，為了在CDMA網(wǎng)絡(luò)中工作，必要的數(shù)據(jù)被寫入（閃存）到手機本身 ——其中沒有SIM卡插槽。因此，更換手機需要訪問運營商商店，而且在漫游的時候，這部手機也不能在其他國家使用。

為了可以使用SIM卡，CDMA的替代品于2002年出現(xiàn)在并被命名為R-UIM。 開始出現(xiàn)可同時使用CDMA和GSM工作的電話，隨著美國運營商成為標準開發(fā)的引擎，設(shè)備選擇有限的問題逐漸得到解決。如今，CDMA運營商仍然存在，但與歐洲和亞洲市場的GSM運營商相比，其占有率明顯較小。

回到90年代數(shù)字熱潮。 第二代移動通信（GSM和CDMA）使全世界開啟了全無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r代。這一切都始于SMS（Short Messaging Service)和驚人的CSD（Circuit Switch Data）形式。這項技術(shù)是第一個允許數(shù)字化數(shù)據(jù)以更高速度（14 kbps）傳輸?shù)募夹g(shù)，當時這可是一個令人難以置信的突破。

1997年是移動通信史上的一個轉(zhuǎn)折點。GPRS技術(shù)應運而生，它提供了連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸流和“模式化”調(diào)制解調(diào)器CDS（Content Distribute Service)。 理論上速度可以達到每秒100 kbit （之前的速度為每秒14 kbit ），并允許運營商根據(jù)移動互聯(lián)網(wǎng)的速度制定資費計劃。GPRS出現(xiàn)的很及時：電子郵件的熱潮使這項新技術(shù)得到了極大的普及。這種創(chuàng)新激起了第三代通信的發(fā)展，但由于速度有限而無法實現(xiàn)這一目標，從而無法充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)。

3G

在20世紀90年代，3G標準是基于碼分多址（CDMA）方法開發(fā)的；在2000年代推出。關(guān)鍵因素是數(shù)據(jù)傳輸速率，3G已達到2 Mbit / s。從那時起，速度成為變革的主要動力。

3G是結(jié)合了三種標準i-FOMA，UMTS和CDMA2000這樣的一個通信時代。第一種是日本使用，另外兩種在美國和歐洲發(fā)展的比例相同。UMTS（替代名稱3GSM）是在歐洲開發(fā)的標準，也是GPRS / EDGE技術(shù)發(fā)展的下一個階段。實際上，它是GSM網(wǎng)絡(luò)中的一個新的擴展（最初主要是為語音功能創(chuàng)建的），這顯著地提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。但是對于CDMA2000，有一個有趣的事件。CDMA2000實際上被認證為3G，連接速度幾乎沒有超過GPRS，只有100 kbps（第一代）。

3G通信的主要特征是能夠同時使用批量數(shù)字化數(shù)據(jù)傳輸和信道連接。這意味著在通電話的時候而不會斷網(wǎng)。 2G可不允許這么奢侈的事情。

4G

4G時代網(wǎng)絡(luò)于2000年開始開發(fā)，并于2010年在許多國家推出。第四代通信基于IP協(xié)議，它將個人計算機網(wǎng)絡(luò)通過各自的IP地址與全球互聯(lián)網(wǎng)連接起來。 IP（網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）將網(wǎng)絡(luò)段整合到一個網(wǎng)絡(luò)中，確保在其節(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)包。

4G的主要優(yōu)勢是速度超過3G指標的200到500倍。與其前身不同，第四代網(wǎng)絡(luò)不使用信道進行語音傳輸，而只使用數(shù)字化數(shù)據(jù)。這意味著呼叫被轉(zhuǎn)換成VoIP(Voice over IP) （IP語音）格式，這種格式將來可能導致經(jīng)典蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信的消亡，對于網(wǎng)絡(luò)電話來說是有利的。 VoIP格式隱含了網(wǎng)絡(luò)上語音傳輸?shù)乃羞x項，包括與電話和人員溝通無關(guān)的選項。例如，VoIP技術(shù)用于在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸音頻，警報，進行在線會議的時候以及在線觀看電影。目前，4G系列包括兩個標準 WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）和LTE（Long Term Evolution）。第一個是Wi-Fi的演變，并且覆蓋區(qū)域增加，第二個是GSM逐漸發(fā)展的體現(xiàn)，最終lte勝出。

5G

第五代移動網(wǎng)絡(luò)—5G—有望取得特別突破。由于這項技術(shù)，無人駕駛汽車，虛擬現(xiàn)實和物聯(lián)網(wǎng)將更多地進入我們的日常生活。目前，全球范圍內(nèi)正在積極測試第五代通信技術(shù)。 預計將于2020年開始大規(guī)模投入市場。

5G（第五代）是具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率 （每秒幾千兆位）的第五代移動通信技術(shù)。 最近，瑞典創(chuàng)造了另一項記錄—15 Gbit / s。 它比現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)快40倍。

此外，相比于4G網(wǎng)絡(luò)中的10毫秒延遲和3G中的100毫秒延遲，5G將信號延遲（取決于傳播介質(zhì)和使用的頻率，信號將以一定延遲到達接收器）減少到1毫秒 。

蜂窩通信的每一次更新?lián)Q代都顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?這就是新服務和新內(nèi)容形式誕生的方式。 人們也獲得新的娛樂方式和新的生活品質(zhì)。

5G將對以下領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，可以說是革命性的：

無人駕駛汽車：信號傳輸將升級。

工業(yè)：統(tǒng)一的城市基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)機器人的升級。

農(nóng)業(yè)和耕種業(yè)：遠程控制和監(jiān)測機械運行，作物和牲畜。

教育：通過VR技術(shù)進行教學·

遠程醫(yī)療：遠程控制現(xiàn)場手術(shù)·

溝通：互動虛擬現(xiàn)實：為用戶提供真實的體驗·

娛樂：寬帶無線傳輸（4K，8K）; 帶VR效果的直播·

游戲產(chǎn)業(yè)：采用先進VR技術(shù)的多人游戲

5G 不僅僅是一種通信技術(shù)，而是科技史上非常重要的一次變革，將影響到人類未來生活的各個方面。

5G測試進度

中國

首個5G測試網(wǎng)絡(luò)于2018年4月23日在中國西南部的重慶市推出。測試網(wǎng)絡(luò)的工作始于兩江新區(qū)，并將逐步擴展到整個城市。中國在2019年6月6日正式發(fā)布5g牌照。

韓國

韓國冬季奧運期間，韓國網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率出現(xiàn)了5G的速度特征。移動運營商CT與愛立信合作，提供了5G網(wǎng)絡(luò)，英特爾 5G 平臺和三星 5G平板電腦，用于多個地方的視頻演示和獨立的展館中使用。

在冬季奧運會期間其中的一個測試項目是名為“交互式時間切片”的視頻演示，這一測試項目位于平昌冰場周圍，它同時使用了100個攝像機。視頻可以360度“扭轉(zhuǎn)”并立即放大。開發(fā)人員使用視頻游戲中的重放概念并使其成為現(xiàn)實：例如，看著滑冰運動員的跳躍，你可以暫停并看到一百個不同角度下的跳躍。

韓國已經(jīng)分配5G頻率，并開始在全國范圍內(nèi)部署第五代網(wǎng)絡(luò)。從2019年中期開始，KT已成為唯一一家在韓國普遍推出5G技術(shù)的移動運營商。

日本

華為和NTT DoCoMo成功地在日本最大的商業(yè)區(qū)之一橫濱進行了5G網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合測試。數(shù)據(jù)被傳送到安裝在汽車車頂上的用戶終端，汽車以超過20公里/小時的速度移動。

該項目采用了一種新型緊湊型天線，該天線采用基于超材料和波束技術(shù)的聚焦透鏡。這兩家公司使用固定用戶終端在1.5 km距離處記錄了超過了2 Gbit / s的5G網(wǎng)絡(luò)帶寬，又在1.8 km距離處記錄了超過5 Gbit / s以上的帶寬。

這些測試為毫米范圍內(nèi)的5G網(wǎng)絡(luò)的使用和部署開辟了新的機會。在該范圍內(nèi)長距離傳輸數(shù)據(jù)的移動性將有可能實現(xiàn)在5G中的移動高速寬帶接入。

圣馬力諾

圣馬力諾共和國成為歐洲第一個擁有5G移動網(wǎng)絡(luò)的國家，也是世界上第一個擁有5G移動網(wǎng)絡(luò)的國家。在意大利電信和圣馬力諾共和國簽署的基本協(xié)議中，提議在2018年底之前啟動商業(yè)測試。在移動網(wǎng)絡(luò)存在4毫秒延遲（取決于傳播介質(zhì)和使用的頻率，信號以一定的延遲到達接收方; 4G通信存在10-50毫秒延遲）的情況下，允許20 Gbit / s的下載速度。

愛沙尼亞

早在2017年9月，英特爾就與歐洲網(wǎng)絡(luò)和電信公司合作，在歐洲展示了首批5G商用網(wǎng)絡(luò)。作為測試的一部分，他們?yōu)橥２丛谒郑◥凵衬醽啠└劭诘泥]輪上的2,000名乘客建立了一個基于5G的連接。另一項測試展示了如何通過5G網(wǎng)絡(luò)遠程控制巨型建筑挖掘機。這是危險環(huán)境中遠程控制設(shè)備的一個例子。

還有誰在測試5G？

谷歌，F(xiàn)acebook，三星和華為都在測試和布局5G技術(shù)，第一批網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在2019年初出現(xiàn)，大部分網(wǎng)絡(luò)將于2020年推出。Sprint，T-Mobile，AT＆T和Verizon等運營商正在建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)，其中一些準備發(fā)布5G技術(shù)。美國Apple公司的網(wǎng)絡(luò)將與眾不同，因為制造商打算減少波長并將頻率提高到28 GHz和39 GHz。這些是在一定范圍內(nèi)工作的毫米波，這將減少小配件品牌的天線尺寸。

蘋果公司首批測試5G的平臺將于2019年8月在加利福尼亞州公司的辦公室附近創(chuàng)建。

中國最大的電信公司之一華為收到了世界上第一個第五代移動通信產(chǎn)品的CE型檢驗證書。該證書正式批準了5G可以在歐洲進行商業(yè)用途。測試網(wǎng)絡(luò)面向有意在5G領(lǐng)域共同創(chuàng)新的公司和個人，包括互聯(lián)網(wǎng)車輛，車輛自動駕駛，智能城市以及在線增強和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域。

測試期將持續(xù)到2020年正式商業(yè)化推出5G技術(shù)。

T-Mobile是美國最大的電信運營商之一，已與瑞典設(shè)備制造商愛立信達成協(xié)議，將于2018年在美國幾個城市——紐約，洛杉磯和拉斯維加斯推出新的蜂窩通信標準。之后，在美國30個城市將會覆蓋5G網(wǎng)絡(luò)。

愛立信將提供可在600 MHz無線電頻率以及28 GHz和39 GHz毫米頻率下運行的T-Mobile網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這是聯(lián)邦通信委員會（FCC）批準用于5G的頻率范圍。

實施5G所需的關(guān)鍵步驟

(1)制定標準

需要為5G架構(gòu)設(shè)計新一代通信標準。 5G NR（New Radio）是由3GPP為第五代移動網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的新無線電接入技術(shù)（RAT）。并成為5G網(wǎng)絡(luò)空中接口的全球執(zhí)行標準。

(2)確認頻段（以智能方式使用頻率）

5g的無線電頻率規(guī)范細分為兩個頻段，F(xiàn)R1（低于6 GHz）和FR2（毫米波），每個頻段具有不同的功能。

頻率范圍1（<6 GHz）：FR1定義的最大信道帶寬為100 MHz，因為在這個擁堵的頻率范圍內(nèi)連續(xù)頻譜很少。在此范圍內(nèi)最廣泛用于5G的頻帶約為3.5 GHz。雖然韓國運營商還分配了一些毫米波頻譜，但是他們正在使用3.5 GHz這一頻帶]

頻率范圍2（> 24 GHz）[頻率越高，支持高數(shù)據(jù)傳輸速度的能力越大，不會和其他無線信號相互干涉或變得過于混亂。因此，5G可以比4G每米多支持大約1000個設(shè)備]

FR2網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍[5G可以使用比4G更高的頻率，因此，與4G或低頻5G信號不同，一些5G信號不能遠距離傳播（超過幾百米）。這需要每隔幾百米放置5G基站以便利用更高的頻帶。此外，由于這些高頻電磁波的特性，這些高頻5G信號不能輕易穿透固體物體，如汽車，樹木和墻壁。

（3）升級架構(gòu)

5G不會取代4G，但將與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施并行工作。

5G網(wǎng)絡(luò)旨在與使用一系列宏單元，小型單元和專用室內(nèi)系統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作。 小型蜂窩基站是專為非常局部化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋而設(shè)計的，通常從10米到幾百米，用來填充更大的宏網(wǎng)絡(luò)。小型單元對5G網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，因為毫米波頻率的連接范圍非常短。

5G智能手機

設(shè)備必須更智能，更強大。

高通公司是一家開發(fā)和實施無線通信的公司，該公司表示，第一代支持第五代（5G）移動網(wǎng)絡(luò)的智能手機已經(jīng)發(fā)布。

在巴塞羅那的MWC2017展會上，第一款“5G智能手機”正式亮相，支持超過1 Gbit / s的數(shù)據(jù)交換速率。 它被認為是世界上第一個宣布的5G智能手機。

5G智能手機在2019年占主導地位：我們見過三星Galaxy S10 5G，華為Mate X，小米5G Mi MIX 3，Oppo Reno 5G以及LG V50 ThinQ等大牌手機展示其5G功能 ，更多的手機品牌也在開發(fā)5G的路上。

所推動的經(jīng)濟發(fā)展

計劃到2035年，5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施將在全球范圍內(nèi)提供2200萬個工作崗位，其在2020年至2035年期間對全球GDP的貢獻將與印度經(jīng)濟的當前規(guī)模（2.4萬億美元）相當。

隨著5G的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的收入將大幅增加。到2020年，它們可以達到1.7萬億美元。新一代移動通信5G的商業(yè)發(fā)布，計劃于2020年推出已經(jīng)是板上釘釘?shù)氖虑?。根?jù)“十年規(guī)則”，預計到2030年將出現(xiàn)6G網(wǎng)絡(luò)。預計下一代移動互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率將為10-11 Gbit / s（將結(jié)合衛(wèi)星通信），延遲時間為1- 10毫秒?？梢哉f，誰掌握了5g的領(lǐng)導地位，誰就是未來科技和經(jīng)濟領(lǐng)域的霸主，從這一點來講，美國發(fā)動的科技戰(zhàn)爭的原因就更是司馬昭之心了。