你所不知道的5G知識都在這里！

5G要來了，這句話大家肯定聽得最多，不過對于5G，很多人會覺得那么熟悉又那么陌生。熟悉是它這個概念經(jīng)常在我們生活不斷出現(xiàn)，陌生是指我們并不十分清楚5G究竟是什么？5G什么時候會來？我們什么時候能用上5G？帶著這些疑惑，今天這篇文章就為大家梳理普及一下5G的知識。

在這一年時間里，關(guān)于5G方面的消息層出不窮，產(chǎn)業(yè)鏈、市場、終端等都放出了很多關(guān)于5G的相關(guān)內(nèi)容，行業(yè)內(nèi)外都對5G都熱情高漲，而“5G將至論”更是縈繞在我們耳邊。

不過按照市場和產(chǎn)業(yè)鏈的預測，2018年年底將會有5G手機推出，而運營商的5G網(wǎng)絡也會在那時候進行網(wǎng)絡相關(guān)測試；2019年各家會推出預商用的5G手機和終端，5G網(wǎng)絡開始布網(wǎng)；2020年5G才會開始正式商用，而預計2022年5G手機終端才會大規(guī)模出貨。

在一系列的5G信息當中，估計大家都會對5G有一定的了解，而今天就以幾大方面來為大家梳理5G在技術(shù)、市場、行業(yè)方面的現(xiàn)狀。

5G的三大應用場景

在廈門舉辦的第二屆半導體峰會上，高通技術(shù)副總監(jiān)李維興在5G和AI的論壇上給我們講述了5G的三大應用場景：” 3GPP對于5G定義了三大場景，包括增強型移動寬帶(eMBB)、海量物聯(lián)網(wǎng)（Massive IoT）、超高可靠超低時延通信(uRLLC)?！?/p>

首先eMBB我們翻譯為“增強移動寬帶”，這個很好理解，最直觀的表現(xiàn)就是網(wǎng)速的翻倍提升，超高的傳輸數(shù)據(jù)速率。在5G下，我們可以輕松看在線2K/4K視頻和AR/VR，峰值速度可以達到10Gbps。

第二部分的海量物聯(lián)網(wǎng)是依靠5G強大的連接能力，促進垂直行業(yè)融合。萬物互聯(lián)下，我們依靠身邊的各類傳感器和終端能構(gòu)建一個智能話的生活。在這個場景下，數(shù)據(jù)的速率較低，而且時延要求也不高，布局的終端成本會更加低，同時要求有長續(xù)航和可靠性。

第三部分是uRLLC，翻譯為高可靠超低延時通信。在這個場景下，其對時延的要求很高，往往要達到1ms級別。它應用在車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)控制、遠程醫(yī)療等特殊行業(yè)，其中車聯(lián)網(wǎng)的市場潛力普遍被外界看好。

5G是什么？

5G是第五代的無線通信技術(shù)的簡稱，而通信技術(shù)可以分為有線通信和無線通信。有線通信就是指信息數(shù)據(jù)在實體物質(zhì)上傳播，基本就是銅線、光纖這類有線介質(zhì)。

在有線介質(zhì)傳播，速率已經(jīng)可以達到很高。以光纖為例，在實驗室中，單條光纖最大速度已達到了26Tbps。這是一個很可怕的數(shù)字，對比目前主流的的4G LTE的理論150Mbps（沒有采用載波聚合等技術(shù)），那個差距是無比大。

因此5G如果要實現(xiàn)端到端的高速率，那就是要突破無線傳輸這部分的瓶頸。

大家應該都知道無線通信，我們依靠的傳輸介質(zhì)就是電磁波，而電波和光波都屬于電磁波范疇里面，它們都是其中的一種。

電磁波的功能特性，是由它的頻率決定的。不同頻率的電磁波，有不同的屬性特點，從而有不同的用途。

我們目前主要利用電波進行通信，而它也屬于電磁波的一種，不過頻率資源是非常有限的。為了避免干擾和沖突，我們需要對電波頻率范圍進行劃分，更好合理利用和明確使用對象。

實際對于手機的移動通信來說，主要使用的中頻-超高頻間進行通信。如GSM 900，其意思便是工作頻段在900MHz的GSM（2G網(wǎng)絡制式）。

而現(xiàn)在的4G LTE標準使用的是特高頻和超高頻，因為頻率越高，能使用的頻率資源越豐富。頻率資源越豐富，能實現(xiàn)的傳輸速率就越高。

5G會運行在兩個范圍的頻率里面，第一便是6GHz以下，這與目前我們2/3/4G所運行的頻率差異不大，范圍在450MHz-6000MHz；另外一種便是在24GHz以上，而國際上是普遍利用28GHz作為試驗，這就是我們所說的”毫米波”。

按照前面來說，既然越高頻率傳輸速率越高，那么為什么以前沒有采用？這是由電磁波的特點來決定：頻率越高，波長越短，越趨近于直線傳播（繞射能力越差）。頻率越高，在傳播介質(zhì)中的衰減也越大。

越高頻率，傳輸距離縮短，覆蓋能力便會大大減弱，而且容易受到干擾，穿透能力弱，這就是意味著需要更多的基站來進行覆蓋。

頻率越低，網(wǎng)絡建設就越省錢，競爭起來就越有利。這就是為什么，這些年，電信、移動、聯(lián)通為了低頻段而爭得頭破血流。

5G何時到來？

這是一個老生常談的問題，有人認為5G將會很快撲來，實際5G的到來是一個階段性事件。

前面已經(jīng)提到5G的三大應用場景，最快商用的是eMBB場景，大約是2020年正式商用，而uRLLC和mMTC場景受標準確定時間和產(chǎn)業(yè)鏈成熟程度影響，預估最早于2021年開始逐步商用，相對成熟也要3-5年以后。

eMBB場景來看，5G網(wǎng)絡的建設肯定會先從數(shù)據(jù)消費熱點區(qū)域先開始，諸如中心商務區(qū)、大型購物中心等，因此在3-5年內(nèi)，4G將會與5G網(wǎng)絡長期并存，在農(nóng)村地區(qū)肯定還是以4G為主。

行業(yè)內(nèi)外實際對5G來的速度感知會有所不一樣，市場方面的渠道商和消費者，他們對于5G的感知是來自手機終端，我們可以看見有很多手機終端品牌已經(jīng)搶閘開始宣傳自家的5G信息，更多這是一種市場的營銷手段。

5G手機什么時候正式商用，并不單單取決于手機廠商，而是需要通過標準確定、芯片研發(fā)、頻率分配、牌照頒發(fā)、網(wǎng)絡建設等諸多因素所決定。業(yè)界普遍預計2019年底到2020年才會有成熟可商用的5G手機出現(xiàn)，同時由于研發(fā)難度和成本等原因，初期的5G手機必然會是高端定位，要想做到普及，還需要一定的時間。

實際我們可以看到，5G的發(fā)展與前面的4G/3G等都很不一樣。5G的芯片研發(fā)和3GPP等組織的標準制定基本是同步進行，手機的研發(fā)和芯片的研發(fā)也是同步。市場對于5G的需求的熱情也是十分高漲，不過我們要認清現(xiàn)在的5G走勢，2018年-2020年期間是5G發(fā)展非常重要的一個時期，而5G真正成熟能用，估計也是2020年后的事了。

5G手機終端設計難度猛增

可以預計eMBB增強型移動寬帶場景將會首先成為5G的先頭兵，它對于消費級別的市場影響很大。由于高帶寬和低時延的特點，超高清視頻、AR、VR都會有廣闊的市場空間。

可是根據(jù)運營商的相關(guān)技術(shù)人士指出，5G手機終端在設計上，對于射頻、功耗方面的挑戰(zhàn)很大。由于5G終端在上下行的速率猛增，因此基帶功耗會成為一個大難題。

終端5G天線和射頻模塊設計難度猛增

此外由于終端天線數(shù)量受限于頻段、手機尺寸、材質(zhì)、天線布局的限制，在6GHz下的5G商用終端上支持4/8天線的設計難度更大。此外5G要求單載波的帶寬要達到100MHz，相比較4G的20MHz提升了5倍，這對濾波器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器件也提了更高的要求。

5G時代預計會出現(xiàn)7模43頻的情況，多模多頻段將使得5G手機內(nèi)部的電磁兼容環(huán)境更為復雜，移動通信頻段和WLAN及GPS的共存，手機其他功能模塊如LCM，攝像頭工作時對接收頻段的干擾等。

以中國的情況來看，預估5G前期手機終端會基于Sub 6GHz（6GHz以下）支持SA（獨立組網(wǎng)）+NSA（非獨立組網(wǎng)），在2019年推出，而基于毫米波的5G手機預估真正成熟和商用要到2022年之后。

這里簡單解釋一下SA和NSA，前者簡單來說便是基站和核心網(wǎng)都是用5G最純正的技術(shù)，而后者便是在基站或者核心網(wǎng)上有用上4G或者更早的技術(shù)。之所以有兩種組網(wǎng)方式，那是因為5G網(wǎng)絡發(fā)展初期需要照顧到成熟的4G/3G網(wǎng)絡覆蓋地方的向后的兼容性，4G/3G會因為成本等原因而與5G共存。

在中國，毫米波發(fā)展形勢要比其他地區(qū)晚一些，許多基于3.5GHz~4.5GHz的5G應用發(fā)展會更快。這是因為在中國，通信基礎設施建設非常完善，光纖在城市、郊區(qū)的部署相對美國要好很多。而在美國大部分地區(qū)寬帶建設并沒有中國那么完備，但是他們都希望家里有比較高速的接入，利用毫米波可以降低光纖布網(wǎng)的成本，同時速率和容量都有明顯的增長。

5G芯片競爭白熱化

據(jù)Strategy Analytics研究報告，2018年第一季度，高通、三星、聯(lián)發(fā)科、華為海思和UNISOC(展訊和RDA)在全球蜂窩基帶處理器市場中收益份額位列前五。高通繼續(xù)以52%的基帶收益份額保持第一，其次是三星和聯(lián)發(fā)科。

與4G時代不一樣，5G時代的手機基帶芯片競爭越發(fā)激烈，各家都紛紛秀出自家5G芯片模組方面的成果。

8月22日，高通第一次提早宣布了自家年底旗艦芯片的信息，他們將推出采用7nm制程工藝的系統(tǒng)級芯片(SoC)旗艦移動平臺，該平臺可與高通驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器搭配。高通聲稱，該7納米SoC面向頂級智能手機和其他移動終端，是業(yè)內(nèi)首款支持5G功能的移動平臺。高通破例透露發(fā)布時間，表示更多完整信息將會在2018年第四季度公布。

三星方面也發(fā)布Exynos Modem 5100，與高通的產(chǎn)品相比，采用的是10nm制程工藝，符合5G新無線電(5G-NR)的最新標準規(guī)范。

前不久的IFA 2018大會上，華為發(fā)布了采用7nm工藝制程SoC芯片——麒麟980。華為消費者業(yè)務CEO余承東曾表示，相比高通驍龍845，麒麟980在性能上將會有極大的優(yōu)勢。此外，華為還研制了自家移動設備5G基帶，將其命名為Balong 5000，可以用于麒麟980。

除了華為，聯(lián)發(fā)科的M70也采用的是臺積電7nm工藝技術(shù)，今年6月初便已正式對外發(fā)布。不過我們需要到2019年才能看到相關(guān)搭載聯(lián)發(fā)科5G基帶芯片的產(chǎn)品推出。

5G芯片涵蓋的應用范圍相當廣泛，除了高通外，華為、Intel、三星與聯(lián)發(fā)科都有5G芯片方案，只是針對的應用范圍不同。華為與三星的5G芯片方案，目前主要在中小型基地臺，Intel與高通則鎖定智能手機、筆記本電腦應用、車聯(lián)網(wǎng)方面。

除了芯片巨頭，5G手機終端的廠商也是按耐不住，同樣紛紛對外公布自己的5G研究成果。

三星表示將會在2019年3月推出5G手機，華為則稱在2019年6月推出5G手機，OPPO與vivo也表示會在2019年推出5G手機。

總結(jié)

隨著5G標準的逐步確定，市場上消費者的需求將會一步步被釋放，不論是市場產(chǎn)業(yè)端還是消費者端，他們對于5G的期盼是很高的。

畢竟2G我們會被一通電話一條短信所感動，到了3G第一次接觸移動互聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)在4G被豐富的多媒體體驗所驚艷，那么在進入5G后，超高清的視頻體驗、各類VR/AR的應用、萬物互聯(lián)的智能生活，這些都會再一次震撼我們。