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2020年已經(jīng)過去，展望2021年，我們希望新常態(tài)是一條比過去12個月更少未知的道路。事實上，我們希望未來的未知對我們的家庭和工作生活都是積極的。對我們大多數(shù)人來說，手機、互聯(lián)網(wǎng)和技術的進步仍然是積極的，而且總體上持續(xù)增長。因此，2020年蜂窩網(wǎng)絡和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)世界的新“流行語”是5G。
4GLTE的這種演變不應該讓人感到意外，因為自上世紀80年代中期第一代模擬手機技術問世以來，我們就一直處于手機進化的世界。大約每隔10年，就會出現(xiàn)一代又一代的“G”蜂窩技術。人們已經(jīng)開始期待它了。未知或期望的是，新技術將帶來什么，以及它對整個行業(yè)和整個人口的意義。
當然，新技術的許多好處只能在與新應用程序和用例配對后才能實現(xiàn)。因此，你可能會說，5G連接更快，那又怎樣？但遠遠不止這些；其實，消費者手機數(shù)據(jù)傳輸速度只是冰山一角。下面是一組令人驚嘆的復雜網(wǎng)絡元素，它們被設計用來產(chǎn)生前所未有的連通性。
URLLC和mMTC
另外兩項突破性的技術進步來自5G連接，這將補充速度，并提供了啟動應用程序和用例的能力，這是以前不可能的。這些是超可靠低延遲通信(URLLC)和大規(guī)模機器類型通信(mMTC)。事實上，早在2019年5月，《福布斯》雜志就發(fā)表過一篇關于5G的文章，標題是《為什么5G不僅僅是更快的4G》。在這篇文章中，《福布斯消費科技》(ForbesConsumerTech)的前撰稿人西蒙·洛克曼(SimonRockman)討論了將推動5G超越我們所見過的一切的三個主要因素。要完全掌握這些概念，需要對背景中發(fā)生的事情有一個基本的了解。這是技術性的；然而，真實世界的例子并非如此。
是的，5G的連接速度更快。這是快得多。它被稱為eMBB(增強移動寬帶或極端移動寬帶)。這是非常先進的工程，圍繞著三個相互交織的組件：天線、基站無線電和軟件。
MIMO
通過在設備(和相應的基站)中合并大量的分組天線，可以創(chuàng)建多條數(shù)據(jù)流路徑，然后將這些路徑組合形成信息高速公路。這被稱為大規(guī)模MIMO(多進多出)，為非常高的吞吐量奠定了基礎。在MIMO技術之前，如果設備從塔接收到多個信號，則會被視為干擾，會產(chǎn)生相反的效果(稱為多徑傳播)，并且會嚴重降低數(shù)據(jù)吞吐量。通過融合先進的天線技術和高度計算的信號處理，曾經(jīng)被認為是“無線電噪聲”的東西現(xiàn)在被用作加速器，為我們提供5G速度。
這些龐大的MIMO天線組與頻譜共享、無許可Wi-Fi輔助和專門的信道編碼軟件等先進無線電技術相結(jié)合，為eMBB提供用戶所需的功能，以滿足用戶對流媒體HD/4K視頻、移動虛擬現(xiàn)實(VR)耳機和用于遠程醫(yī)療等行業(yè)垂直市場的大容量物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流的需求。有趣的是，構(gòu)成4GLTE潛在50-100倍速度的組件還對其他方面有很大影響：延遲。
延遲
為了直觀地理解什么是延遲，我們需要理解它與速度之間的關系。如果我們把速度比作汽車行駛的速度，那么延遲就是“0-60”。它表示比特和字節(jié)到達所需的時間或延遲。減少延遲(降低延遲)允許出現(xiàn)以前從未出現(xiàn)過的新應用程序和技術。例如，一輛自動駕駛汽車可以感知周圍環(huán)境，并在無人參與的情況下進行操作。為了讓汽車在馬路上與其他車輛、行人和交通燈安全行駛，就需要與周圍的環(huán)境進行互動。這就要求它們以某種方式連接起來，比如通過蜂窩網(wǎng)絡。
在5G連接帶來極低的延遲之前，蜂窩網(wǎng)絡的延遲太大了，讓這些車輛來不及做出足夠快的反應來創(chuàng)造一個安全的環(huán)境。這種互動中的任何延遲都可能造成毀滅性的影響。在5G中，低延遲在車輛與周圍任何事物快速通信和安全提供適當響應方面發(fā)揮著重要作用。這被稱為“車輛至萬物”(VehicletoEverything，簡稱V2X)通信，不僅在自動駕駛汽車上，還將在運輸卡車、鐵路/船舶/航空運輸或任何在其他環(huán)境中運行的機器上發(fā)揮巨大作用。
布里斯托大學組織了一場關于5G低延遲特性的精彩演示。名為《管弦樂》的小提琴家AnnekaSutcliffe在布里斯托爾演奏，MischaDohler教授在倫敦市政廳的鋼琴前演奏，歌手NoaDohler和小提琴家RitaFernandes在倫敦尤斯頓的DigitalCatapult通過5G網(wǎng)絡在他們的偏僻地點表演。通過移動蜂窩連接同步音樂家的要求非常高，因為人的耳朵非常善于感知哪怕是最輕微的延遲。然而，當他們排練這首曲子時，這兩把小提琴聽起來就像一只小提琴。觀眾的體驗就像音樂家在同一場地表演一樣。
規(guī)模
在5G三大突破性進步中，最后一點(但肯定不是最不重要的一點)是關注機器連接到互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模。5G網(wǎng)絡能夠在一個小而專注的領域內(nèi)連接數(shù)百萬個物聯(lián)網(wǎng)設備，這種能力被稱為大規(guī)模機器類型通信(mMTC)。5G規(guī)范要求mMTC要求每平方公里有100萬個連接。這種能力遠遠超過4G的容量，將允許大量運行、監(jiān)測和控制許多類型的小型傳感器設備。
一個很好的例子是，汽車工業(yè)將裝配機器人和它們包含的許多傳感器連接到工廠內(nèi)的一個中央“狀態(tài)監(jiān)控”軟件。狀態(tài)監(jiān)控是指監(jiān)督這些機器人及其內(nèi)部工作狀態(tài)(工廠狀態(tài))，以防止計劃外缺陷。沿著生產(chǎn)過程記錄條件特征，使產(chǎn)品的持續(xù)質(zhì)量控制成為可能。這些機器中嵌入的數(shù)百個無線傳感器節(jié)點(例如，攝像頭、聲音檢測、接近傳感器、溫度傳感器)通過5G網(wǎng)絡進行無線連接。如果沒有這種無線網(wǎng)絡，這些機器將受制于有線網(wǎng)絡連接，并限制它們可以放置在工廠車間的位置。這意味著生產(chǎn)設置可以很容易地改變和單位移動，以最大限度地提高工廠效率。
總而言之，5G連接最明顯、最容易展示的優(yōu)勢就是令人難以置信的下載速度。但當我們深入研究時，我們會發(fā)現(xiàn)這種進化還有更多的奧秘。事實上，利用5G無線網(wǎng)絡的業(yè)內(nèi)人士剛剛意識到，當你將速度、可靠性和規(guī)模結(jié)合到一個前所未有的程度時，你會發(fā)現(xiàn)大量的、廣泛的(還有一些尚未發(fā)現(xiàn)的)機會。
(原標題：除了比4G快，5G還有哪些你不知道的秘密？)
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