黃麗娜 江西省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司 南昌市 330002
5G(5thGenerationMobileCommunicationTechnol ogy),第五代移動通信,是第四代移動通信LTE技術(shù)的延伸,5G用戶體驗速率達1GB/s,是在4G網(wǎng)絡(luò)下的十倍,端到端網(wǎng)絡(luò)時延由數(shù)十毫秒降至毫秒級,連接數(shù)密度達百萬/km2,數(shù)據(jù)流量密度達數(shù)十Tbps/km2,支持500+km/h更廣泛更快速的移動性。
圖1 5G三大應(yīng)用場景
2020年7月9日,國際電信聯(lián)盟(IUT)無線通信部門第35次會議確定3GPP系標準為ITU認可的5G標準,且是唯一的標準。2020年7月3日3GPP宣布5G標準第二版規(guī)范Rel-16凍結(jié),代表著5G第一版規(guī)范Rel-15正式完成,Rel-17標準預(yù)計于2021年Q3凍結(jié)。如果說Rel-15版本主要面向移動智能終端的增強移動帶寬特性,Rel-16還引入了5G精準定位,uRLLC、5G廣播等新功能,Rel-16特性為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等應(yīng)用提供技術(shù)支持,但要真正實現(xiàn),還需等待R16商用真正落地。
截至2021年6月,我國已建設(shè)5G基站總數(shù)96.1萬個,5G用戶數(shù)達4.95億戶,5G終端連接數(shù)達3.65億戶,5G終端滲透率31.1%。
5G技術(shù)發(fā)展能帶來使用者的實時操作感和畫質(zhì)體驗的提升。eMBB典型應(yīng)用場景有超高清視頻/3D、AR/VR等大流量移動寬帶,同時伴隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展及VR/AR相關(guān)內(nèi)容的豐富,用戶得到的體驗也越來越真實、流暢,需求也日益旺盛。
虛擬現(xiàn)實(VR)是融合數(shù)字圖像處理、計算機、多傳感交互等多種技術(shù)于一體,生成3D仿真性高的動態(tài)虛擬環(huán)境,用戶需佩戴特制設(shè)備進入虛擬環(huán)境,并可進行交互式操作,達到身臨其境的沉浸式體驗效果。增強現(xiàn)實(AR)是VR技術(shù)的延伸,將虛擬信息與現(xiàn)實世界巧妙疊加在一起的技術(shù),用戶通過佩戴特殊設(shè)備可視真實物體的各種虛擬數(shù)據(jù)信息,如:性能參數(shù)、功能特性、歷史數(shù)據(jù)等,從而實現(xiàn)對真實世界的“增強”。如果說VR是完全虛擬式的體驗,而在AR中用戶既能看到真實物體,又能看到虛擬信息呈現(xiàn),是一個虛實相結(jié)合的世界?;旌犀F(xiàn)實(MR)是AR技術(shù)的升級,將虛擬場景和真實場景無縫地融合在一起,人們可以進行實時信息交互,其中的現(xiàn)實物理實體和虛擬數(shù)字信息滿足完全匹配的3D投影關(guān)系,人們難以分辨真實部分和虛擬部分。
由于技術(shù)受限,傳統(tǒng)VR高時延使得用戶眩暈感極強,離線識別處理能力不足導(dǎo)致畫面粗糙,頭顯設(shè)備沉重配套感不適等等,另外設(shè)備價格高,市場普及率低,用戶體驗感差。5G助力有望打破VR/AR成長天花板,5G大帶寬、低時延、邊緣計算、云計算等特性,可極大改善畫面清晰度流暢度,設(shè)備無繩化方便使用者自由移動,多人交互、多人聯(lián)機功能更加優(yōu)化。拓寬云游戲、云直播、VR流媒體等多個領(lǐng)域,降低用戶體驗門檻,增加VR行業(yè)的競爭強度。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things),即物與物、物與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),利用射頻識別、紅外感應(yīng)、GPS、激光掃描等信息傳感設(shè)備,將普通物體接入互聯(lián)網(wǎng),進行信息“交流”和共享,以實現(xiàn)智能化識別感應(yīng)、溯源定位、智能跟蹤、監(jiān)控管理等。
5G應(yīng)用領(lǐng)域中的大連接物聯(lián)網(wǎng)mMTC,指網(wǎng)絡(luò)中接入超級大規(guī)模且功耗更低的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。5G等通信技術(shù)的深入發(fā)展,使得復(fù)雜、海量、高效的大規(guī)模廣域物聯(lián)網(wǎng)成為現(xiàn)實不再是空談,物聯(lián)網(wǎng)的市場及應(yīng)用空間進一步擴大。在5G+物聯(lián)網(wǎng)的加持下,制造業(yè)的工廠能夠?qū)崿F(xiàn)全流程上更加準確、迅速、全方位的監(jiān)控與管理,加強工業(yè)自動化程度。資源產(chǎn)業(yè)、公共服務(wù)行業(yè)也將受益,各類檢測設(shè)備的遠程管理得以實現(xiàn),園區(qū)管理水平得以提高,生產(chǎn)、服務(wù)能力得以增強。在金融領(lǐng)域,安全監(jiān)控的許多滯后缺陷有望解決,5G+物聯(lián)網(wǎng)能夠使ATM等金融終端更加安全、智能,比如實現(xiàn)信用追蹤和加密貨幣。有了5G+物聯(lián)網(wǎng)的助力,VR/AR課堂、智能教具等的實現(xiàn)都能將改善人們的教育體驗。
圖2 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)
車聯(lián)網(wǎng)是以車為聯(lián)結(jié)對象,借助無線通信技術(shù),實現(xiàn)車與車、人、路、云平臺等等之間的信息通信交流與共享,提升車輛智能駕駛水平,使用戶能獲得更安全、更高效、更舒適、更智能的行駛體驗。車內(nèi)互聯(lián)逐步走向車外,C-V2X加速汽車智能網(wǎng)聯(lián)升級。一般來說,將車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展分為三個階段:早期的車載信息服務(wù)階段以提供車載娛樂為主;當前所處于的智能網(wǎng)聯(lián)汽車階段則注重探索互聯(lián),路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施在這一階段尤為重要;2025年后,基于5G技術(shù)升級和行業(yè)深度協(xié)同,汽車將實現(xiàn)認知和高級別自動駕駛。
5G有望加快實現(xiàn)完全自動化的L5級別自動駕駛。由于車聯(lián)網(wǎng)對實時性和安全性的要求很高,4G及其他網(wǎng)絡(luò)無法保證低時延和高可靠性,因此車聯(lián)網(wǎng)在此之前僅能實現(xiàn)基礎(chǔ)的網(wǎng)聯(lián)娛樂、簡單交互功能。5G通過邊緣計算下沉、網(wǎng)絡(luò)切片、數(shù)據(jù)上云等新一代技術(shù),可提供低至1ms端到端時延和高至10Gbps峰值速率,超低時延使得聯(lián)網(wǎng)車輛可進行快速的判斷決策動作,增強汽車的安全屬性。5G網(wǎng)絡(luò)的全面化覆蓋將為V2X技術(shù)落地提供基礎(chǔ),大規(guī)模商用落地指日可待。隨著5G網(wǎng)絡(luò)為車聯(lián)網(wǎng)提供標準協(xié)議,智能化和網(wǎng)聯(lián)化的顛覆式技術(shù)創(chuàng)新使得汽車本身成為新時代的移動計算基礎(chǔ)設(shè)施。
目前由于軟硬件技術(shù)環(huán)境培育等各方面因素限制,真正能顯示5G優(yōu)勢性能的應(yīng)用還未充分顯現(xiàn)出來,但隨著國家政策對5G產(chǎn)業(yè)的大力扶持,5G應(yīng)用場景前景將一片廣闊。5G技術(shù)Rel-16版本已經(jīng)完成,商用落地也將不遙遠。