5G时代什么时候到来?

浏览数量:22     作者:本站编辑     发布时间: 2016-12-08      来源:本站

    本报记者 沈湫莎

 

    许多人相信,全民5G时代将始于一场盛大的运动会,比如2020年东京奥运会。想象一下,当你坐在一列飞驰的列车上,手拿平板电脑观看一场足球比赛,想看哪个运动员,只要用手指划动屏幕,他的身影就会进入你的屏幕。4G时代,120公里/时的速度下是无法上网的,但在5G时代,500公里/时的速度下也可享受网络环境。而且即便坐在你身边的人正在观看同一场比赛,你们的屏幕显示也可能并不一样。

 

    个性化直播被认为是5G时代最早可实现的商业应用,要实现它并不困难,只要在赛场周围、运动员身上、足球上装上大量高清摄像头,再将这些摄像头全都连接到5G网络中,海量视频信号就能从遥远的赛场传到你的平板上。

 

    根据已经敲定的中国5G商用时间表,最快2020年,商用5G网络将正式来到我们身边。

 

    5G解决的是物与物的连接

 

    G是英文单词generation (代) 的缩写,5G就是第5代通信技术。对消费者来说,对通信技术更替最大的感受是“快”,比如4G传输速度是3G的10倍左右,5G比4G要快10倍左右。

 

    “5G并不单是速度的提升,而是全方位的提升。”上海无线中心副主任胡宏林说。5G的最大特征是网络容量比4G提高了1000倍,1平方公里内可以容纳100万乃至1000万个终端连接。如果说3G、4G解决的是人与人的连接问题,5G解决的则是物与物的连接。

 

    如何实现网络容量提高1000倍这个高难度任务? 对此,胡宏林表示主要从三个维度推进。一是增加天线数量,当前一个基站有4-8根传输天线,5G基站将增加10倍左右的天线数量,这相当于增加信息交通公路上的运输工具;二是提高频率,当前宽带频率在百兆级别,这是低频段,5G时代将其转为千兆级别,这相当于把信息高速公路的路面拓宽了10倍;三是增加基站数量,过去一片区域设1个基站的,未来就设10个基站。

 

    复旦大学信息学院副院长胡波表示,如果说4G解决了人与人沟通,5G打造的就是一个“物联社会”。无人驾驶、远程医疗等需要低延迟的产业将被满足,时速100公里的汽车从发现障碍到启动制动系统需要移动的距离缩短到2.8厘米。低速率,高可靠性数据传输也将被满足,水表、煤气表的每一步走动都将被传输到云端。

 

    “5G时代,会有1000亿个仪器或设备连入网络,传输效率比现在高100倍,价格则会大幅度下降。”胡宏林这样描述未来社会。

 

    中国企业已先于标准“发力”

 

    在各方催促下,3GPP (第三代合作伙伴计划,产业标准制定者) 加速了5G标准研制的步伐,预计2018年将完成第一版本标准。上海大学知识产权学院院长许春明表示,中国有可能成为5G时代的引领者,这不仅是因为华为公司的PolarCode (极化码)方案被纳入5G标准,更重要的是,包括网络设备、芯片、测试设备商等方面,中国企业都已经先于标准开始“发力”。

 

    胡宏林说,根据我国5G商用时间表,2017年展开5G网络第二阶段测试,2018年进行大规模试验组网,2019年启动5G网络建设,最快2020年正式商用5G网络。

 

    据胡波透露,复旦大学正在做包括物理层面的大规模数据建模和网络行为分析在内的5G基础技术研究。他们的一项研究是,当大流量涌向某一视频时,系统能自动把视频推送到基站前端,方便用户调用,提高传输效率。

 

    上海展讯副总裁康一表示,在标准还未出台时讨论芯片有些为时过早,然而展讯5G芯片将于标准同步推进,即2018年推出实验芯片,2020年推出商用芯片。有业内人士也指出,5G标准达成并不是两个公司或两个国家之间的竞争,这是一场需要全球各企业协同完成的工程,而当务之急,是促使5G标准早日落地。

 

    未来更颠覆性通信技术的出现还需物理学突破

 

    无人驾驶、远程医疗、智能家居等现在已经火热,在5G时代将真正大显身手。5G社会对人类的影响显而易见,未来还会有更颠覆性的通信技术吗?

 

    胡宏林说,无论3G、4G还是5G技术,都在逼近香农定理的极限,香农定理给出了信道信息传送速率的上限 (比特每秒) 和信道信噪比及带宽的关系,打个比方说,3G已经发挥了99%的传输效率,4G发挥了99.99%,5G将在此基础上通过各种“开源节流”手段,挖掘出小数点后面的更多9。

 

    “就技术而言,上世纪60年代,4G、5G技术理论就有了。”胡宏林说,不过,4G一直到2010年世博会才有了初次在我国商业领域亮相的机会,这是由于基础理论与产业化之间存在时间差,硬件成本和元器件个头不支持它过早进入人们生活。

 

    打个比方,大规模MIMO技术(多天线技术) 被公认为5G的关键技术之一。一般来说,天线越多,频谱效率和传输可靠性就越高。一个5G芯片可能装有几百根天线,4G也采用多天线技术,不过受限于手机终端的大小和成本,一般只装个位数的天线。随着成本降低,毫米波、微基站、高阶MIMO、波束赋型等都有了实现的可能。

 

    胡波说:“正如只有相对论颠覆牛顿经典力学才能出现现代通信技术一样,未来颠覆性通信技术的出现需要物理学的突破。”胡宏林对此持相同看法,他把这种突破比喻为在信息高速公路上架几座“立交桥”。


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