5G来了（下）

　　5G热潮闹翻天，洛阳纸贵写不完。学界赞它性能好，业界想它能赚钱。粉丝盼着快到手，企业争着拔头筹。网络今秋开了张，手机却还未露头。要想尝鲜在何时，商家许愿看来年。若问啥时能流行，恐怕还得两三年。

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　　这个讲，那个赞，5G优点一长串。可惜理论有点玄，浅说几句试试看。

　　是呀！上篇说到5G有三大优势：eMBB、uRRLC、mMTC。俗话说“内行看门道，外行看热闹”。不知道并非内行的读者，看着这一串字母代号是否觉得“热闹”？我问过几个人，他们两手一摊、笑了笑。看来需要解释一下。

　　实际上，它们是制定标准的组织精确设定的学术指标。达到之后，就使5G比3G和4G多出了许多优点，这都包括在它们的词汇所代表的“大带宽、低时延、大连接”之中。读者可能会问：如何理解这些优点，或者说它们对作为用户的我们有什么好处？

　　带宽就是频带的宽度，任何电信号都有一个频率范围，它的上、下两个边界频率之差就叫信号的带宽。比如我们人类说话转换成电信号，其上、下边频为200赫和3400赫，于是我们说话的话频带宽就是3200赫。信息理论证明，数字网络的带宽越宽，网络上数据传输的速率就可以越快。

　　大家有体会，想当初，1G手机只能打电话，2G可以发短信，尽管3G能够上网了，但看视频就不那么行，如今你用4G就可以方便地发微信、看视频、手机支付、安排旅行……俨然已成为一个全能的智能助理，这一切都是拜速率越来越快所赐。而5G的传输速率更快，形象地说，可以秒传一部4K甚至8K的高清电影。

　　再比如，虚拟现实的发烧友，如今戴着VR眼镜或头盔，看上一会儿就会感到头晕目眩，根源就是速率慢。按理，VR传输的速率要达到150兆以上，看起来才舒服。目前，4G网络做不到，5G却不在话下！

　　读者朋友，看了这段你可千万不要认为5G的能耐就仅仅是提高了网速、下载个高清电影而己。这可是大大的误解！5G是一场革命！各国都把它放在国家战略的高度来对待，因为它将全面改变我们的社会！高速下载只不过是它的eMBB场景的优点之一。更不要说其他两个场景，那更是热闹非凡。

　　就说“低时延”吧！这三个字写起来轻松，想起来却十分沉重。举个例子，比如热门的无人驾驶的自驾车，你有没有想过，为什么自驾车吵吵嚷嚷了十几年，许多世界名企还在不停地试验，各国政府也还下不了决心推广？就是因为能高速、可靠、低时延的传递信息的车联网没有建成！试想一下，当两车即将相碰发生交通事故、千钧一发之时，如果相互信息能高速传递，自动驾驶可以高速纠正，车祸就可避免。可是4G的时延只能做到几十毫秒。这是什么概念？举例来说，如果车速是每小时60千米，每分钟就是1千米，几十毫秒就是几十米。这样的时延很难避免两车相碰的灾难发生。而5G可以做到1毫秒时延，这就为避险争取了时间。

　　另外，例如医生和患者异地的远程医疗，低时延就可达到“面对面”的效果。

　　而大连接也不难想象。在智能家居和智慧城市中，当每一件物品都需要上网之时，只有5G的低能耗大连接才能承担如此繁重的任务！5G与4G的最大差别正是它能全面满足人与人、人与物、物与物的互联。

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　　你也想，他也盼，企业忙得团团转。既然大家都着急，为何还要两三年？理由有四：

　　其一，标准待齐全。上文已谈到按计划要到2019年12月5G的全部标准才能定完，到2020年国际电联才能正式批准颁布执行。

　　其二，网络待修建。5G要用频率更高的新频段，就必须增基站、建新网，这可是个花钱费力又费时的大工程。

　　其三，产品待研制。新频段、新标准就意味着要新元器部件、新产品，芯片、天线、基站、终端的试制、试用、定型、批产都需要投钱、花时间。

　　其四，市场待成熟。新事物，业界猛宣传，媒体炒得欢，但是一旦要掏腰包，人们就得掂量一下了。用户有个适应期，市场有个培育过程。

　　总之，在如今这种铺天盖地的5G舆论氛围中，人们很容易会产生一个错觉：5G会一蹴而就，而忽略了“好事多磨”的成语。事实上，2018年有“5G元年”之称，从年初在巴塞罗那召开的移动通信大会上就热闹了一番，到6月R15标准发布之后又掀起一个高潮。但是参加制定标准最积极的中、美、日、韩及欧洲各国，仍然把正式发展的目标定在2020年之后。2019年只是预商用期，一边研制配套产品和建网，一边逐步扩大试验范围。而5G的真正黄金期预计是在2020—2035年之间。根据美国高通公司预测：到2035年，5G将在全球创造12.3万亿美元的经济收益。

　　那么，5G最热门的产品是什么？当然是从业界到普罗大众都关心的手机。说到这里要大声提醒一句：准备换手机吧！过去的手机一律作废！为什么？因为频率换了！在无线电技术领域，有一个铁律：频率决定一切，一切跟着频率转！若是在相同的大频段中换，事情还会少一点，但如果连大频段都换了，那可是一切都得变！4G以前都工作在分米波以下，而5G则是工作在厘米波甚至毫米波。正是因为频段提高了，5G才会轻轻松松地产生上述那么多优点。然而，“天下没有白吃的午餐”，也正是因为频段提高了，5G手机才会姗姗来迟，因为频段一变，芯片、天线、基站以及相应的一切都要随之而变。而它们的研制可是困难重重！

　　就以芯片来说吧，雄居霸主的高通和英特尔，也都“使出了吃奶的劲”。所以，迷恋iPhone的果粉们才带着对iPhoneX、继而iPhoneXS的遗憾，期盼着来年新的5GiPhone会出现。然而，据传却要等到2020年，那时的iPhone可能会用上英特尔的5G芯片。

　　再说天线，频率变高，也就是波长变短。同时，电波的衰减变大，建筑物对它的阻挡也变强。所以，天线要变小，要阵列化。业界共识是5G最好用小型多元的相控阵阵列天线。这又是个难题，大家都在努力。举例来说，年初曾有报道：上海大学的上海先进通信与数据科学研究院研发出了一款可工作于28GHz频段的毫米波5G手机相控阵天线。电气和电子工程师协会（IEEE）认为其最大特色在于具备可被集成到全金属外壳5G智能手机的能力，并能降低制造成本。5G相应的基站覆盖面积变小，基站小型化，布局又要更密集，甚至已有终端基站化的方案（即5G手机可能也会具备基站功能）。请大家想象一下将来那种人人手机变基站的动人场面吧！

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