5G即将到来 将面临这些问题

这种新的无线技术究竟会如何普及，还有哪些问题需要解决？

5G即将到来，但不是到处都是，并非全部都是，并且不是马上就要使用这种技术的最快版本。事实上，可能的情况是，5G将首先在人口密集的城市地区推出，从2020年或者2021年开始，在此后的十年内将越来越广泛地被采用。

但5G不太可能完全取代4G LTE，就像今天的智能手机因为需要的接收量下降所以会从4G LTE转向3G和2G。向后兼容性是所有这些技术标准的重要组成部分。 因为5G的信号频率非常高。从理论上讲该技术可以扩展到300 GHz，而今天的4GLTE的最高频段则是2.6 GHz。虽然更高的频段具有更多的频率资源这允许信号携带更多的数据 - 香农定理告诉我们基本上是通过缩放带宽以增加数据密度和速率的，但是较高的频率也会使信号更容易受到树木，建筑物和人体等物体的干扰。即使你自己的身体也可以阻挡一部分毫米波信号的。

图1、蜂窝技术的发展历程

“5G挑战包括回程，基站的选址和频谱资源，”摩根士丹利执行董事James Faucette在最近的一次演讲中表示。 “使用毫米波5G，你需要几百倍的基站数量。 5G的运行频率比以前的无线标准高得多，而当你达到毫米波时，它们几乎不能覆盖房间。信号的不可预测性以及它们能传输多远都是很大的问题。“

图2、频谱与覆盖范围。

虽然这些技术难点都没有阻止5G的发展，但它肯定影响了5G技术的推广计划。5G的第一种实现方式可能是固定无线，这基本上是需要视距线路（line-of-site）传输的。毫米波信号不会穿过窗户，所以他们需要一个安装在窗户上的天线。 Faucette说，必须有这么多的中继器和小基站单元导致站点租赁成为运营商的财务负担问题。 “运营商公司将不得不向更多的业主支付租金。”

图3、适用于5G的技术采用曲线

为5G做好准备

今年在韩国平昌举办的冬季奥运给了这项技术前景带来了某种暗示。带宽的增加把从虚拟现实到8K视频的所有内容都显示在显示屏上，而不需要特殊的3D眼镜。三星甚至为滑板运动员提供了SmartSuits这种支持5G的设备，这种设备使用传感器绘制身体位置并将振动信号发送到可穿戴设备上。

图4、预计自动驾驶汽车才会真正推动5G技术的应用需求

但是预计自动驾驶汽车才会真正推动5G技术的应用需求。

“5G代表了自动驾驶体验所需的基础技术，”联电公司（UMC）市场部副总裁Steven Liu表示。 “车辆到车辆（V2V，vehicle-to-vehicle）和车辆到基础设施（V2I（vehicle-to-infrastructure），V2X）的采用日益增加意味着汽车雷达系统的数量需求不断增加。这些系统所需的技术包括汽车的防碰撞雷达和全球定位系统，以及与停车信号灯和车辆调度员进行交互所需的传感器。这些系统将与现有系统例如乘客舒适度和信息娱乐控制以及调节温度，轮胎压力和气体的发动机监控子系统等配合使用。用于长途运输的卡车将需要负荷平衡，负荷转移，转弯曲线和风切变系统，所有这些系统之间的协同工作以确保货物在运输过程中不会被损坏，并且卡车集装箱在整个行程中要保持稳定。所有这些5G通信的应用对于系统执行其各自操作的能力来说都是至关重要的。“

事实上，5G对于辅助和自动驾驶汽车应用来说非常关键，因为它可以改变这些汽车上所用电子设备的设计。但是，这可能至少部分取决于哪一方首先做好准备。

“随着电动汽车的问世和ADAS的问世，汽车的连接可能会成为4G / 5G的故事，”应用材料公司200mm设备产品部战略和技术营销总监Mike Rosa说。 “这主要基于每个时间表。随着5G网络投入使用，硅芯片容量和能力的需求可能会减少，因为云中有更多的内存。当然这不会被用于所有的情况，但是大量的处理可以通过5G管道来进行服务。“