5G的腳步越來越近了，但并非所有地方都有它的身影，它也不會(huì)突兀而至，最先來到人們眼前的也不是該技術(shù)的最快版本。實(shí)際可能出現(xiàn)的情況是，5G首先會(huì)在人口密集的大都市完成首秀，從2020年或2021年開始，在之后的十年中逐漸普及開來。
就像今天的智能手機(jī)跨越了2G、3G和4GLTE三代無線標(biāo)準(zhǔn)那樣，5G也不太可能完全取代4GLTE.向后兼容性是所有這些標(biāo)準(zhǔn)的重要考量因素。5G信號(hào)的頻率非常高，最高頻率可達(dá)到300GHz，而4GLTE則是2.6GHz頻段。提高帶寬可以增加數(shù)據(jù)密度，所以頻率的提高使得5G信號(hào)可以攜帶更多數(shù)據(jù)，但是更高的頻率也意味著信號(hào)更容易受到樹木、大樓和人體的干擾，我們自己的身體也可以阻擋毫米波信號(hào)。
5G“5G技術(shù)需要克服幾個(gè)重大挑戰(zhàn)：回傳、尋址和頻譜，”摩根士丹利執(zhí)行董事JamesFaucette在最近的一次演講中表示。“想要使用5G，你必須部署多出幾百倍的基站。5G的運(yùn)行頻率比以前的無線標(biāo)準(zhǔn)高得多，當(dāng)達(dá)到毫米波頻段時(shí)，5G信號(hào)基本上連一個(gè)房間都覆蓋不了。信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性以及能傳輸多遠(yuǎn)都是很大的問題。”
頻譜范圍這些困難都沒有阻止5G的發(fā)展，但它們肯定影響了5G技術(shù)的推廣計(jì)劃。5G終端的第一種實(shí)現(xiàn)形式可能是無線形式的固定設(shè)備，基本上是無線對(duì)傳。毫米波信號(hào)穿不過窗戶，所以需要一根天線。必須部署那么多的中繼器和小基站，這些設(shè)備的安裝地點(diǎn)需要支付租金，這會(huì)給運(yùn)營商帶來相當(dāng)大的財(cái)務(wù)壓力。
5G技術(shù)接受度曲線為5G做好準(zhǔn)備今年在韓國平昌舉辦的冬奧會(huì)在一定程度上揭示了5G技術(shù)的發(fā)展前景。從虛擬現(xiàn)實(shí)到不需要佩戴特殊3D眼鏡的8K視頻等所有內(nèi)容都佐證了準(zhǔn)5G技術(shù)帶寬增加的效果。三星甚至為滑板運(yùn)動(dòng)員提供了SmartSuits，這些運(yùn)動(dòng)員可以使用傳感器繪制身體位置并將振動(dòng)信號(hào)發(fā)送到可穿戴設(shè)備上。
但是，真正能夠推動(dòng)5G技術(shù)需求的應(yīng)用是自動(dòng)駕駛汽車。
“5G代表了自動(dòng)駕駛體驗(yàn)需要的基礎(chǔ)技術(shù)，”聯(lián)電公司市場(chǎng)部副總裁StevenLiu表示。“自主駕駛技術(shù)需要更多的車輛間通信（V2V）和車輛-基礎(chǔ)設(shè)施通信（V2I，V2X），意味著汽車需要部署的雷達(dá)系統(tǒng)數(shù)量將不斷增加，涉及到的技術(shù)包括防碰撞雷達(dá)、GPS、辨識(shí)停車信號(hào)和交警調(diào)度車輛手勢(shì)的傳感器等。這些系統(tǒng)將和現(xiàn)有系統(tǒng)相結(jié)合，包括舒適控制系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)溫度、輪胎壓力和調(diào)節(jié)氣體的動(dòng)機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)。用于長途運(yùn)輸?shù)目ㄜ囆枰?fù)載平衡、負(fù)載轉(zhuǎn)移和曲線切變系統(tǒng)，這些系統(tǒng)必須協(xié)同工作以確保貨物在運(yùn)輸過程中不被損壞，以及集裝箱在整個(gè)行駛行程中保持穩(wěn)定。5G通信對(duì)這些系統(tǒng)能夠正確執(zhí)行各自操作來說是至關(guān)重要的。”
事實(shí)上，5G對(duì)于輔助駕駛和自動(dòng)駕駛是如此地重要，以至于它可以改變這些汽車使用的電子設(shè)備的設(shè)計(jì)。但是，汽車電子設(shè)備最終如何進(jìn)化在部分程度上取決于5G技術(shù)和零部件供應(yīng)商哪一方首先做好準(zhǔn)備。
“隨著電動(dòng)汽車和ADAS的問世，4G/5G可能會(huì)成為汽車通信的主流標(biāo)準(zhǔn)，”應(yīng)用材料公司200mm設(shè)備產(chǎn)品事業(yè)部戰(zhàn)略與技術(shù)營銷總監(jiān)MikeRosa說。“隨著5G技術(shù)的投入使用，汽車內(nèi)的電子器件可能會(huì)減少，因?yàn)樵贫说?a href='http://www.qzkangyuan.com/cnidc/dc/jhcc/' target='_blank'>存儲(chǔ)器更多，當(dāng)然云端不會(huì)處理所有事務(wù)，但是大量的處理可以在云端進(jìn)行，然后通過5G鏈路向汽車提供服務(wù)。”
兩種技術(shù)5G技術(shù)有兩種方案。一種是sub-6GHz頻段，它在4GLTE的基礎(chǔ)上略有改進(jìn)，另一種則使用了24GHz以上的頻率，最終形式是毫米波技術(shù)。一般而言，隨著頻率的提升，數(shù)據(jù)傳輸速度和以更快速度傳輸更多數(shù)據(jù)的能力也會(huì)提高。另一方面，隨著頻率的提高，信號(hào)傳播距離也在降低，結(jié)果就是，需要部署更多中繼器和基站。這對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)來說當(dāng)然是一個(gè)好消息，但是這也同時(shí)意味著5G技術(shù)的推出時(shí)間要比前幾代移動(dòng)通信技術(shù)更長，因?yàn)樾枰嗟臅r(shí)間部署5G通信所需的更多基礎(chǔ)設(shè)施。
“5G的頻率非常高，噪音更低，并且可以催生新的應(yīng)用，”格羅方德22FDX項(xiàng)目總監(jiān)JamieSchaeffer說。“從基站角度來說，需要一個(gè)帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字前端。而5G手機(jī)則需要集成前端模塊，并實(shí)現(xiàn)低功耗。對(duì)于面部識(shí)別等應(yīng)用，24GHz-40GHz頻段下的5G技術(shù)是最好的解決方案。”
5G設(shè)備可以使用波束成形和波束追蹤技術(shù)以及大規(guī)模MIMO（多輸入多輸出）技術(shù)將多組拆分信號(hào)拼湊在一起。
所有方案的背后都有技術(shù)權(quán)衡。隨著頻率的提高，用在RF濾波上的薄膜厚度變得更小，這就會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)問題。
