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    5G正在成為現(xiàn)實。從下一代革命性無線技術的模糊概念，到一些可望不可即的目標，再到日趨成熟的用例和技術標準，5G目前已具備可實現(xiàn)目標和可實施標準。5G發(fā)展日新月異。在這一過程中，5G展現(xiàn)出與當前蜂窩網絡截然不同的特征。東莞監(jiān)控安裝公司表示不久的將來，智慧城市中的建筑、移動通訊設備以及自動駕駛車輛等等，都將依賴5G物聯(lián)網的連接。

5G的用途是什么?

    早先，人們經常討論5G將帶來的量變：Gbps級帶寬、競爭激烈的城市市場中巨大的面密度、出色的能效等。LTE仍然有其局限性。而5G愿景被認為難以實現(xiàn)。許多應用領域的系統(tǒng)架構師認為5G是一種極速、高度可用和可靠的網絡，將幫助他們擺脫困境。

    通過5G技術，不需以任何光纖或銅線開拓固定寬帶接入市場。5G可實現(xiàn)媲美光纖的速度。不想使用5公斤的頭盔體驗移動增強現(xiàn)實?這很容易：通過無縫、始終可用的高帶寬連接，5G將幫助在云中完成所有繁重的計算任務。想要一輛后備箱沒有超級計算機的自動駕駛互聯(lián)汽車?只需一個5G調制解調器，云端會帶來無與倫比的自動駕駛體驗(圖1)。人們將看到物聯(lián)網（IoT）系統(tǒng)的傳感器和制動器直接接人互聯(lián)網。

這些目標涉及不同領域，在時間和資源充裕的情況下，并非不可實現(xiàn)。毋庸置疑，如需取得進展，標準制定者需要將期望限定在合理范疇。

三個用例

國際電信聯(lián)盟的國際移動電信(IMT)2020愿景聲明將希望清單縮減至三個代表性用例：增強型移動寬帶、大規(guī)模機器類通信和超可靠低延遲通信。這三個用例將幫助實現(xiàn)5G領域的諸多期望(以上圖2)。

在這三個用例中，增強型移動寬帶可能最接近多數人對下一代手機的設想。在這個用例中，配備先進技術的場所中的靜態(tài)用戶可獲得高達20 Gbps的數據速率，移動用戶可獲得充足的實際帶寬(從收天線fMIM0)、載波聚合等。隨著高級半導體制程中晶體管數量的增加，頻譜效率仍有進一步改進的空間?？稍谒皆O備上使用大量MIM0天線陣列以實施波束成形，同時為各客戶端創(chuàng)建私有無線電波束。在高密度區(qū)域，可在微單元上疊加一系列較小的單元。所有這些措施均可提高數據速率。

如需增加特定區(qū)域的客戶端數量，可利用較小的單元和波束成形。還可對高帶寬通道進行多路復用，在多個客戶端之間分配帶寬。網絡協(xié)議的變化可改進能效和降低延遲。

如果同時開展所有這些工作，問題就會成倍增加。例如，如果將現(xiàn)有低于2 Ghz的4G頻段中的子載波間距加寬，每個連接就會具有更多帶寬。但連接數更少。可采用更高的新頻率，如24.25—29.5Ghz或37—43.5 Ghz頻段，這些頻段支持超過500Mhz的間隔。但在從3 Ghz過渡至毫米波的過程中，傳播成為一個問題。當頻率達到28 Ghz，現(xiàn)實世界的許多因素會減弱或阻礙載波。

例如，雨水會對頻率造成數十dB／千米的衰減，春天綠意盎然的葉子可完全吞噬信號。即使是板墻和玻璃等建筑材料也會吸收數十dB的信號。盡管毫米波可提供大量帶寬，但這些帶寬也只在天氣干燥且連接未受阻礙、處于較短的可視距離的情況下發(fā)揮作用。

當然，可使用多個高帶寬通道實現(xiàn)出色的數據速率。可將多個既窄又差的通道進行組合。可動態(tài)聚合單個鏈路的多個通道，或者通過不同天線和不同光束路徑及MIMO聚合多個鏈路。借助波束成形和跟蹤功能，甚至可以在客戶端在高密度城市環(huán)境中移動時確保這些鏈路完整無缺。

遺憾的是，這些技術會妨礙數百萬個廉價低80到200 Mbps，具體取決于場所)，流暢播放3D或超高清視頻，在游戲或增強現(xiàn)實等場景中與云應用密切互動。

大規(guī)模機器類通信提供了一個完全不同的場景。這里的客戶端不是服務器或人員，而是智能城市、工廠、建筑或家庭中的物聯(lián)網設備。在這個場景中，原始數據速率沒那么重要；機器要么提供相對較少的信息一～每秒只有幾條傳感器讀數，要么在本地預處理處理，以大幅降低帶寬(就像智能監(jiān)控攝像頭一樣)。這里的關鍵不是數據速率，而是連接密度一一每平方千米多達一百萬個互聯(lián)設備一一和能效一一相當于4G網絡的一百倍。

第三個場景超可靠低延遲通信是一個令人難以置信的全新用例，支持工業(yè)自動化、關鍵任務連接和自動駕駛汽車，可避免駕車途中通話中斷的情況。這些應用不僅需要相對較高的數據速率一一例如汽車將其攝像頭和激光雷達的大量信息流發(fā)送至云端進行分析，而且需要與無線網絡沒什么關系的兩個屬性：毫秒級延遲和功能安全級可靠性。

解決之道

單個而論，這三個場景中即使最苛刻的要求似乎也可以實現(xiàn)。例如，通過增加通道帶寬，幾乎可隨時提高數據速率。萬一失敗，可應用經過當前LTE—Advanced網絡測試的技術，如多個發(fā)送和接收天線fMIM0)、載波聚合等。隨著高級半導體制程中晶體管數量的增加，頻譜效率仍有進一步改進的空間?？稍谒皆O備上使用大量MIM0天線陣列以實施波束成形，同時為各客戶端創(chuàng)建私有無線電波束。在高密度區(qū)域，可在微單元上疊加一系列較小的單元。所有這些措施均可提高數據速率。

如需增加特定區(qū)域的客戶端數量，可利用較小的單元和波束成形。還可對高帶寬通道進行多路復用，在多個客戶端之間分配帶寬。網絡協(xié)議的變化可改進能效和降低延遲。

如果同時開展所有這些工作，問題就會成倍增加。例如，如果將現(xiàn)有低于2 Ghz的4G頻段中的子載波間距加寬，每個連接就會具有更多帶寬。但連接數更少?？刹捎酶叩男骂l率，如24.25—29.5Ghz或37—43.5 Ghz頻段，這些頻段支持超過500Mhz的間隔。但在從3 Ghz過渡至毫米波的過程中，傳播成為一個問題。當頻率達到28 Ghz，現(xiàn)實世界的許多因素會減弱或阻礙載波。

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