当前,物联网(IoT)结合5G和云计算等新兴技术,物联网可以提高运营效率、降低成本、改进决策并增强客户体验,可以成为各个行业数字化转型的关键推动因素。
物联网是通过约定的协议将原本独立存在的设备相互连接起来,并最终实现智能识别、定位、跟踪、监测、控制和管理的一种网络,无需人与人、或人与设备的互动。通俗来说物联网就是“物物相连的网”,主要应用于智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流、智能电力等领域。目前物联网产业正在飞快发展着,从智能电视、智能家居、智能汽车、医疗健康、智能玩具、机器人等延伸到可穿戴设备领域。物联网将赋能智能硬件向多元的消费场景渗透,从而创造更加便捷、舒适、安全、节能的生活环境。以智能家居为例,我们借助物联网可远程控制家庭里面的每一件智能家居,像电灯,电视,空调等,给我们的生活带来更多的便利。随着5G技术的快速发展,物联网将应用到更多领域,由此可见物联网产业仍具有较大的发展空间。因此,未来物联网概念仍具有较大的投资价值。
4G改变生活,5G改变 社会 ,只是这个改变并没那么容易。
2020年是ITU所定义的全球5G商用元年,而中国则还要早一年。据中国信息通信研究院,2021年1 4月国内5G手机出货量为91267万部,占市场总体的727%,同比增长384%。这在一定程度上反映了5G通信在个人用户层面的推进速度。
但5G不止于手机,在万物互联时代,必须提前搭建好一条条高速路,5G因此无可争议地成为新基建之首。相比4G,5G在初始阶段就明确规划了三大应用场景:增强移动宽带,其峰值速率将是4G网络的10倍以上;海量机器通信,将实现从消费到生产的全环节、从人到物的全场景覆盖;超高可靠低时延通信,通信响应速度将降至毫秒级。
由此衍生出的针对各个垂直行业应用的美好畅想就像一部科幻小说,而支撑这部小说实现的前提则是一座座看上去并不那么浪漫的高耸的基站。
5G基站建设新变化
一切美好前程,道路总会曲折波澜。在行业内,5G基站的短板被调侃为“覆盖、成本、功耗三个3”,即3倍成本、3倍功耗、1/3覆盖。对此,德州仪器(TI)杰出技术专家Wenjing分析,部分原因是由于5G MM高频高性能,采用Massive MIMO技术, 需要32通道、64通道等多通道架构,硬件通道数的上升直接导致成本、功耗、体积指标呈指数级上升。运营商迫切需要 大幅降低建站成本和运营成本,因此对芯片的集成度、功耗及成本提出了更高的要求。
TI是最早参与中国5G建设的半导体厂商之一,据德州仪器中国大客户区域销售经理Vic介绍,放眼全球,中国的5G建设走在前列,截至2020年,中国已布局了70多万个5G基站,完成了一些重点城市的大容量覆盖。2021年计划建设84万个,完成更广域的布局, 重点转向700MHz 4T4R 组网 。 通过更先进的工艺节点、更创新的设计架构、更大规模的集成度,TI一直力求实现高集成、低功耗、低成本的目标。事实上,TI每一代产品都会通过工艺演进/设计架构的创新,实现同等规模下,功耗30%左右的改善。
不断精进的架构
RRU单元作为无线通信的最后一环、最关键设备,犹如空中的一座桥,保证了信息的精准、实时送达。虽然射频前端只是5G基站中的管道,真正的大脑是ASIC/FPGA等处理器,但如果没有 健康 的管道为大脑输送养分和数据,人体就无法执行正常的活动。RRU的射频信号处理与调制就如人体内的血管和神经一样复杂,射频前端是RRU中极具挑战、又至关重要的领域。
在传统超外差系统中,接收器在RF频率上接收到信号后,会将信号下变频为较低的中频(IF),在此将其数字化、滤波然后解调,RF前端要进行复杂的信号链处理。而随着ADC、DAC转换器技术的进步,可以将模拟变频转化为数字直接变频,从而省略中频环节,使得射频直采收发信机的整体硬件设计简单许多,因此外形尺寸更小、设计成本更低。“将传统离散式超外差系统中的分离ADC、DAC、调制器、解调器、Serdes、时钟、DVGA等各个功能模块,集成到一颗芯片中,为5G Massive MIMO多通道架构实现提供了物理的可能性。” Wenjing认为这个创新对于未来可能会达到上百通道数的Massive MIMO来说至为关键。
高集成度给用户带来的改变是巨大的,随着通道数不断增加,吞吐量增加,但RRU整体模块尺寸却仅有小幅增加。
以TI的AFE7920为例,是4T4R2F(4发4收2反馈路径)射频直采架构双频段收发器,发射链路主要由最高采样速率为12GSPS 的RFDAC组成,支持第一/第二Nyquist 模式,接收和反馈链路主要由最高采样速率3GSPS的 RFADC组成;收发链路支持独立DSA增益控制,8对295 GSPS Serdes与主机互联,集成低频输入的在板高频时钟。该产品相对于上一代产品,功耗降低了30%。
美好的数字射频直采
TI在模拟/数字混合射频信号领域具有多年积累,AFE7920正是基于TI的丰富经验所开发出的数字射频直采芯片,相较于纯模拟集成具有诸多优势。
首先,通常运营商在sub 6GHz频段有最高400MHz的瞬时带宽要求,在毫米波频段有至少400MHz/800MHz的瞬时带宽要求。TI的收发器可支持到最宽800MHz带宽,满足全部Sub 6GHz及部分毫米波的应用需求。
其次, 全场景支持使平台归一化成为可能。 5G基站的形态相对于4G更加丰富,包括宏站、小站、Massive MIMO等。同一颗芯片可以支持不同的基站形态,从而使客户降低开发成本,更快地在市场上推出产品。
同时还支持混模模式。一个4T4R的单模芯片劈裂为两个独立的2T2R承载不同的频段,实现单芯片混模场景。例如2T2R TDD+2T2R FDD等。更进一步,射频直采架构的超高采样率使得双频段的数字拉远成为可能,从而实现通道级的双频段发射和接收,例如宏站场景下的18GHz+21GHz 双频段应用(从ASIC/FPGA,分别接收18GHz和21GHz的基带信号,在芯片内部实现数字合路,最后通过同一发射通道进行双频段的发射,接收即为其的反向 *** 作),两个频段的射频拉远距离可以达到3GHz,满足客户不同方面的需求。
此外,数字射频直采技术无需镜像和本振校准,简化了整个系统的开发,同时提供芯片自检报警机制,及天线校准、绿色节能等系统功能的灵活设定。
Wenjing强调,对于Massive MIMO和波束成形等技术而言,虽然重要的都是算法,射频直采技术只是为算法提供硬件实现。但如果没有高集成及通道间高度协同的芯片,Massive MIMO等新一代天线技术只会是纸上谈兵。
5G看中国,射频直采收发信机看TI
据悉,2017年中国第一代4G的MIMO基站就采用了TI的4T4R射频直采芯片,而中国第一代5G基站也采用了TI的射频信号链解决方案。值得一提的是,这一系列产品需求,很多都是来自中国客户,Wenjing参与并主导了产品定义。这也是TI与其竞争对手的不同之处,即5G产品定义的重心放在中国,更贴近中国客户的需求,这也是TI深耕中国35年的体现之一。
TI在中国 5G基站 建设中发挥了极其重要的作用,跨越2G/3G/4G/5G网络,囊括宏站、Massive MIMO、小站等多种站型。而且TI还在不断改进产品,支持更多的通道,更大的带宽和更低的功耗,以满足客户不断更新的需求。TI 最新发布的AFE8092 8T8R射频直采多频段收发信机在AFE7920的基础上进一步的通过架构革新,在集成度提高的同时,再次实现了同等场景下功耗的30%下降。相比于4T4R的产品,可以更好地满足Massive MIMO所需。
为了应对复杂的5G通信架构,有源天线系统的演进速度远超以往。包括需要减小信号链大小,降低复杂性,同时提供宽带宽和多个频率;可在高环境温度下工作的高密度电源管理;以及通过基于分组的前传接口实现网络同步。TI除了高集成的模拟前端之外,还提供包括电源、时钟、MCU、放大器、接口等,从而实现全系统解决方案。
不久前,工业和信息化部网站上公布了《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》并正式征求意见,目标到2023年,我国5G应用发展水平显著提升,综合实力持续增强;5G个人用户普及率超过40%,用户数超过56亿;5G网络接入流量占比超50%,5G网络使用效率明显提高;5G物联网终端用户数年均增长率超200%。
5G基站是新型信息基础设施的基石,TI拥有品类齐全的模拟和嵌入式处理系列产品,强大的本地制造研发能力、遍布全国的产品分销及销售网络,帮助中国客户实现更低延迟和更高数据速率的5G系统,促进更多创新应用,赋能中国新基建。TI植根中国35年,始终如一,同中国客户一起迎接未来挑战。
集成电路很小,“心”的天地可以更大。
据媒体报道,2021年5月17日,工业和信息化部副部长刘烈宏表示,截止2021年3月底,我国已建成5G基站819万个,占全球70%以上,并已经覆盖全国所有地级以上城市,当前我国已建成全球规模最大的5G独立组网网络。此消息在社交平台上引起了网民们的广泛关注与讨论。
部分网民们认为,在新一轮信息革命的语境之下,哪个国家率先掌握了新型信息技术,谁也就占领了信息高地;也有部分网民认为当前我国虽然在5G基础设施上做到了领先,但是在5G与产业的应用上还道阻且长。而5G的建成有哪些意义呢?以下笔者来讲一下。
一、高速率:未来或出现新型信息呈现方式5G的速度在理论上可以达到01Gbps到1GBbps,它相比于4G已经快出了数百倍,事实上5G未来的建成将会导致新型信息呈现方式的出现。我们以2G、3G、4G为例,在2G、3G时代,信息呈现主要是以加文字的形式呈现在受众面前,而在4G时代短视频成为了人们的选择,而未来5G的普及必将会导致新型信息呈现方式的出现。
二、广连接:世界仿佛一个大计算机学者麦克卢汉曾经提出,在电子信息时代到来之后,使得人们的感官平衡重新恢复,世界被连接成了一个地球村。而当5G广为普及之后,因其广连接的特点,整个世界被连接成了一个大计算机,未来将是一个万物互联的时代。
三、低时延:物联网进入日常生活而5G还具有低时延的特点,即是由5G所连接的两个物体之间可以基本实现实时呈现,而5G的普及将会带来物联网的发达,未来互联网会进入到人们的日常生活之中,人们的日常生活将步入到信息化时代。
5G的主要用例物联网通信仍是5G最受欢迎的目标用例,59%的受调查企业机构预期5G网络将广泛应用在此领域。视频则为第二受欢迎的用例,53%的受调查企业机构计划将5G应用于此。
5G也适用于需要非常低延时特性的其它物联网子类别。就视频而言,未来将出现各种不同的用例。从视频分析到协作,5G的速度和低延时性将非常适合用于支持4K和8K的高清视频内容。”
5G部署状态
Gartner预测到2022年,那些完成商用5G部署的通信服务提供商中将有半数会因系统无法完全满足5G用例的需求,而难以从后端技术基础架构的投资中获利。Gartner高级研究总监Sylvain Fabre表示:“大部分通信服务提供商要等到2025年至2030年这段期间,才能在他们的公共网络上实现完整的端对端5G基础架构,因为他们首先把重心放在5G无线电通信上,然后才是核心网络切片和边缘计算。”
上述情况出现的主要原因在于通信服务提供商的5G公共网络计划在时间规划和范围上都大不相同。通信服务提供商起初会把焦点放在消费性宽带服务上,这可能会导致对边缘计算和核心切片的投资向后延迟,但这方面的投资对5G项目来说其实关联性更强且更有价值。
Gartner建议,为满足企业需求,科技产品经理在规划5G基础架构解决方案时,除了提供5G无线天线外,也必须为私人网络提供核心切片和边缘计算基础架构及服务。对于急着部署5G的企业机构而言,单纯依靠通信服务提供商可能无法完全满足他们短期到中期的需求。
5g时代的来临意味着什么
5g时代的来临意味着什么, 随着互联网不断发展,各种技术都在不断呈现出上升的趋势。不仅丰富了大家的精神生活,同时还有效推动了科技和经济等方面的发展。那么5g时代的来临意味着什么呢?
5g时代的来临意味着什么15g的到来代表着我们的网络要发生翻天覆地的变化,首先是5g网的速度,5g的速度要比现在的4G快己十倍,甚至是上百倍,到时候再也没有网络延迟的现象可以出现了。除此之外,5G网络不仅仅能应用在我们的手机上,他能应用的领域太多太多,十分广泛,不论是在军事上,工业上,还是在民,他都能发挥着决定性的作用 。
随着5g时代的到来,我们的生活可能发生的变化是你难以想象的,我现在就是希望我能能够快速普及到我们的的生活当中,提供更多的便利。
5G时代的到来,表示在我国AIOT(人工智能物联网)即将迎来爆发式的发展,人工智能(AI)需要落地,离不开物联网(IOT),物联网是目标,人工智能是实现方式,实现物联网离不开人工智能发展。
人工智能计算、处理、分析、规划问题,而物联网侧重解决方案的落地、传输、控制,两者相辅相成。目前,很多科技企业也在积极探索研究人工智能与物联网发展深度融合的路径,推动AIOT行业的快速发展,抓住时代机遇。
其中,杭州视在科技有限公司VAI技术采用高效快速的图像背景建模算法过滤信息重复的图像,然后采用行为模式识别过滤算法过滤掉商业场景下没有重要信息的图像。这为无数企业解决了巡店成本高、管理链条长、安防监控等诸多难题,实现了企业从传统运营到智能运营的过渡。
5g时代的来临意味着什么25G究竟是什么?
在3G、4G和5G等名词中,G是英文单词“generation”(第x代)的缩写。5G,即第五代移动电话行动通信标准,也称第五代移动通信技术。
早在2009年,华为就已经展开了相关技术的早期研究,并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。华为在2013年11月6日宣布将在2018年前投资6亿美元对5G的技术进行研发与创新,并预言在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。
在移动通信领域:第一代是模拟技术;第二代实现了数字化语音通信;第三代是人们熟知的3g技术,以多媒体通信为特征;第四代是正在铺开的4g技术,其通信速率大大提高,标志着进入无线宽带时代。
5G不是一个单一的无线接入技术(与4G、3G和2G不同),也不是几个全新的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集成后的解决方案总称。
事实上,如果只打个电话、发个短信,2G就够用了(即使喜欢看视频,也都是WiFi下载下来看),那么5G的优势到底在哪里呢?
答案是,5G最大的优势体现在“物联网”上,物联网就是物物相连的互联网,即通过互联网,任何物品与物品之间,都可以进行信息交换和通信。
而物联网则离不开速度快、低时延、信号稳定、低功耗的无线通信,也就是5G了
5G的到来将形成全球统一的网络标准,不仅能解决全球漫游问题,还将大幅度降低设备、终端成本。同时,也会促成无人驾驶、虚拟现实、智能家居等概念商用,从而进入全面数字化时代。
那么问题来了,5G对普通老百姓有什么用?
它究竟能给我们带来什么?
1速度大幅提升5G表面上看只比4G多了1个“G”,但实际上差距非常大!如果说4G是双向8车道的高速公路,那么5G最起码是双向100车道的高速公路。说白了,就是快!更快!
2全景视频:移动端也能实现不少人一定会对体育馆内的巨屏所吸引。但如果你能在游戏或者智能手机中获得同样的实时画面呢?你甚至可以切换镜头,即时重播,高分辨的4K视频会让你耳目一新。
3自动驾驶汽车我们目前使用的4G网络,端到端时延的极限是50毫秒左右,还很难实现远程实时控制,但如果在5G时代,端到端的时延只需要1毫秒,足以满足智能交通乃至无人驾驶的要求;现在的4G网络,并不支持这样海量的设备同时连接网络,它只支持数量不多的手机接入,而在5G时代,1平方公里内甚至可以同时有100万个网络连接。
它们大多都是各种设备,获知道路环境,提供行车信息,分析实时数据、智能预测路况……通过它们,驾驶员可以不受天气影响地,真正360度无死角地了解自己与周边的车辆状况,遇到危险也可以提前预警,甚至实现无人驾驶。
4互联网机器人:实时反馈医生指令对医生而言,机器人在手术方面将大有可为。但是它们需要对医生发出的指令作出实时反馈。在执行复杂的命令时,正在工作的机器人更需要与医生实现无缝“沟通”。
5虚拟现实:各种体感需要极速网络传输当你戴上VR头盔后,你便进入了一个虚拟的世界,在这个世界,你可以与他人进行互动,游戏甚至击掌。有了5G,用户之间的相互协作将迎来新的时代。相同物理位置的两人将可以实现相互合作。各种体感功能需要极速网络传输,才能加强虚拟现实,网络天生就是管道。
5g时代的来临意味着什么31如果说4G是“修路”,5G更像是“造城”
光明智库:有人认为,5G只不过是更快的4G。真是如此吗?比起3G、4G技术,5G技术到底有什么优势,体现了哪些创新?
王志勤:3G、4G开启了移动互联网时代,5G从移动互联网扩展到移动物联网领域,服务对象从人与人通信拓展到人与物、物与物通信,将与经济社会各领域深度融合,引发生产生活方式的深刻变革。
国际电信联盟定义了5G的三大应用场景:增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。
增强移动宽带主要面向移动互联网流量爆炸式增长,为移动互联网用户提供更加极致的应用体验;超高可靠低时延通信主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求;
海量机器类通信主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。5G三大应用场景将全面支撑新模式、新业态的创新发展。
与4G相比,5G应用场景更加丰富,关键性能指标也更加多样化。5G最突出的三个性能指标是用户体验速率、空口时延和连接数密度。5G用户体验速率可达100Mbps至1Gbps,是4G的10倍以上;空口时延低至1ms,是4G的1/10;连接数密度可达到100万连接/平方公里。
黄宇红:5G不是某一项技术的突进或突变,而是一系列新技术的创新集成。如果把5G比作一条珍珠项链,其中每一颗珍珠就是一项创新技术。5G既继承了4G的成熟技术,又引入了大量的技术创新,以突破现有网络无法解决的瓶颈和难题。
5G主要有三大特点:一是更强的性能。5G速率更高,将带来极低的时延体验和更多的连接数量,路灯、水表都能接入5G网络。
二是更多的场景。5G不仅考虑人与人的连接,也考虑人与物、物与物之间的连接。三是全新的生态。5G时代最大的特点是通信行业与各行各业的深度融合。如果说4G是“修路”,5G更像是“造城”。5G将通过打造跨行业的融合生态,赋能各行各业,提升全社会数字化水平,成为智慧社会的重要基础设施,实现“5G改变社会”的愿景。
邱雪峰:与4G网络相比,5G在数据传输速度、接入容量和数据传输时延等方面都有较大的飞跃。5G不仅是无线通信技术的升级换代,也是一次重大的技术变革。从无人驾驶汽车到智慧城市,从虚拟现实到现代化工厂,5G将会与多种新技术一起成为国民经济发展转型的重要推动力。
对于用户来说,第一个直观体验就是速度快,4G时代下载一部2GB大小的高清大概需要5分钟,5G时代可能只需要5至6秒即可完成,超高速的网络能力将给消费者带来新体验,给新产业带来更多发展机会。
25G时代,无数可能将变成现实
光明智库:您所期待的5G时代是什么样的?
王志勤:在5G时代,5G的高带宽、低时延等特性将进一步提升移动互联网用户体验,促进信息消费从低水平的供需平衡向高水平迁移,助力我国信息消费持续扩大升级。
同时,5G与云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术结合,将会成为我国传统产业加速技术改造和跨界整合的孵化器,推动工业、医疗、交通、能源等传统产业的数字化、智能化、网络化发展,提升信息化水平,催生新产品、新模式和新业态,成为数字经济发展的强劲驱动力。
比如,5G与电子政务、智慧城市建设相结合,将推进政府决策科学化、社会治理精准化;5G可大规模应用于教育、文化、体育等公共事业,提供远程教育、远程医疗、虚拟现实体育赛事直播等新服务。5G要获得真正的成功,一定要实现与各行各业的深度结合,成为构筑经济社会发展的关键信息基础设施。
黄宇红:在5G时代,超高的带宽会给人们带来身临其境的全新体验,比如4K视频、增强现实教育等;低时延、高可靠连接可以使人们享受到便捷、高品质的服务,比如远程医疗、机器人保姆、虚拟商城、虚拟银行等。今年3月,中国移动和中国人民解放军总医院完成了全国首例基于5G的远程脑外科人体手术。
5G将助力生产方式全面升级。5G将使工厂里的每一个设备可感知、可控制、可灵活调整,从而带来生产的无人化、智能化、柔性化,大幅提高生产效率。
比如,远程实时生产控制及监控会大幅减少工人数量,降低成本,提高生产的安全性;无处不在的传感器实时收集大量信息,能够降低故障率;
生产信息、流通信息与消费信息的对接,能够及时满足市场的个性化需求。另外,5G还将助力社会治理水平全面提升。比如,基于5G技术、采用多模式生物识别的身份认证系统,将提高政务办事效率;空天一体的视频采集可以实时发现并追踪嫌疑人员等。
邱雪峰:5G将开启新的时代,一个万物感知、万物互联、万物智联的智能世界。在5G时代,无数可能将变成现实:未来路上的汽车将是无人驾驶模式,所有车辆通过网络协同行驶,再也没有堵车、交通事故的难题;货物可以通过无人机进行运输,快速送货到家;
盲人可以通过辅助设备感知外界,像正常人一样出行生活;手表、眼镜、牙刷等个人物品,以及停车位、垃圾箱等基础设施都可以连成一体。5G将成为世间万物进入数字世界的入口。
新技术通过提高生产力来提升整个社会的生产效率,催生出新的产业空间和价值。对于很多行业而言,5G将是重大机遇,万物互联将促进新的万亿市场出现。
Ericsson 稍早针对先前在 MWC 所展示的 5G 技术应用与趋势为台湾媒体进行介绍,且请到资深副总裁暨网路产品事业部主管 Arun Bansal 就 5G 的全球发展现状与各区域的目标进行解析; Ericsson 强调,相较 4G 及先前的技术以人与手机的应用作为网路核心应用, 5G 以融合网路的形式提供更多的可能性,而全球各区域对于 5G 的可能性与发展想法亦有不同。
Ericsson 认为, 5G 目前正迈向实验性商用部属,至于正式进入商用化将会在 2019 年,而 2020 则会是 5G 市场开始爆发的时间点;至于在台湾则是与中华电信、远传进行合作,也预计在 2020 为台湾消费者带来 100 倍网路速度提升,同时在台有高达 10 亿个装置联网。
2G 是以通话为主, 3G 带来行动网路浏览,到了 4G 则是将串流影音内容带到装置, 5G 则不再受限于以人使用手机装置的消费市场需求,在同一个网路环境内提供多元装置、人的网路连接,同时 5G 将带来网路提升、降低延迟以及增加可靠性,也让应用更不受限,也为物联网、车联网、工业应用、远距 *** 作技术带来更多的可能性,甚至结合 VR 、 AR 达到远距手术、远距驾驶等技术。
也因为 5G 带来更多的可能性,全球各地对于 5G 的可能性与主要发展方针也有不同的想法;北美电系业者希冀借由 5G 带来的高速网路与低延迟,解决部分区域难以布建光纤到府固网的问题,利用 5G 作为最后一哩的替代方案;欧洲则相当看重 5G 在工业应用、自动驾驶等的应用;至于亚洲主要是作为技术发展应用例如结合 VR 、 AR ,另外也看中 2020 奥运作为 5G 技术展示舞台,而中国、日本设法争取国际标准。
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