5G近在眼前 為什麼說現在是關鍵轉折點

自從去年12月3GPP宣布第一個5G標準凍結之後，再來談論5G顯得就沒有那麼的遙不可及了。這裡簡單解釋一下，3GPP全稱third Generation Partnership Project，即第三代合作夥伴計劃，其內囊括了包括各地區及市場組織在內的多類別行業內大佬，目的就是起到行業協會的作用，給大家提供出統一的技術規範（TS）和技術報告（TR），便於組織內成員依靠標準化的指導進行相應的本地化和針對化處理，從而形成標準流程和規範。至於為什麼會是3G開頭，那是因為組織確實給力，從3G時代一直奮鬥到了5G時代，雖然中間也有3GPP2和WiMAX這樣類似組織有過短時間的分庭抗禮，但確實都沒有能真正撼動其地位。

統一標準的作用想來大家能夠輕易理解，畢竟稍有一點年紀的同學，對以前琳琅滿目卻又各不相同的手機充電器介面應該還是有一點印象的，那種哪怕是同一個品牌手機，充電器也不一定通用的尷尬情況，相信是沒有人願意再體會一遍了。特別是同時存在2mm、2.5mm、3.5mm三種介面和十數種不同電流大小，甚至可以排列組合玩出花的某手機品牌，讓數學無力的小編真的是萬分恐懼啊，至於某品牌，說的就是你，後排的諾基亞同學。

說完3GPP咱們說為什麼一個標準凍結會引起那麼大的重視，因為凍結就意味著是定稿了，其後雖然可能會有一些細節內容的修訂，但是整體框架和內容卻已經定型了，需要規模化商用的企業，當然是聽到了這個發起衝鋒的信號，心裡才有底啊。順便說一下本次凍結的只是完整5G標準中的一部分，準確一點，主要是其中5G NR非獨立組網（NSA-Non-Standalone）部分，簡單來說就是依託現有的4G核心網和基站去發展5G。

至於為什麼要採用過渡的方式來完成這次網路升級，那就要說到通信運營其龐大數量的的基站修建及一系列相關的維護費用了，地皮、鐵塔、傳輸路線、工程施工、人力物力等等都得花錢啊，這真的是一個土豪運營商們都覺得燒錢的遊戲。先對現有資源升級，再初步建設駕於4G核心網之上的5G基站，當規模到達一定程度之後再反客為主，將千兆LTE作為一個輔助性網路，這樣的規劃顯得就友好了很多，也只有這樣，各個國家的運營商才有勇氣和動力去積極推動5G發展。

正是面對著這樣的規劃，現在這個4G向5G過渡的時間點才能稱作是5G發展的關鍵轉折點，過往佔據優勢的企業們都在拚命發展以求保持領先身位，新入場的選手也在積極的尋找合作、探求切入點，想盡一切辦法在5G時代掙得一片立錐之地。

眾所周知，5G所規劃的3大應用場景中，eMBB（增強型移動寬頻）場景已經走在了前頭，在R15階段已經基本定型。重要的編碼方面，Turbo2.0、Polar和LDPC可謂是戰了個痛快，Turbo2.0編碼在技術和各大廠商的心理預期方面都沒佔到優勢的情況下提前出局，後兩者則分別取得了不錯的成績。其中華為主推的Polar碼被確定為eMBB場景短碼信令信道編碼方案，而高通主推的LDPC碼則更進一步，不僅拿下了長碼，短碼方面也被定為數據信道的編碼方案。

當然單獨說來這還不能決定整個5G時代的走向，編碼雖然是物理層的核心技術，但是就5G網路本身而言，它是由多體系、多場景共同組成的，其涵蓋範圍還會更廣闊。要知道在3G時代，高通可是擁有包含「軟切換」和「功率控制」兩大核心專利和兩千餘項外圍專利的龐大技術體系才能夠稱得上是真正的霸主，想要對其挑戰還是需要極其深厚的技術底蘊的。這點反應到5G之上也很明顯，即使是網路包含的內容有了質的飛躍，但高通依然可以通過底蘊和前瞻性早早搶佔先機並保持領先地位，國內企業們要學的還很多，直接說中國拿下5G時代這樣的誇張語言，不像是要努力追趕，反而像是刻意的捧殺。

5G得以實現自然是各類新技術的加入和現有技術改進的結果，首先說一項我們看得見摸得著的技術——大規模MIMO（massive MIMO）。MIMO即Multiple-Input Multiple-Output，多入多出，這是一個LTE時代本身就有的技術，比如2X2 MIMO，簡單理解就是2個輸入+2個輸出。massive表現在到我們能直接觀察的部分，就是多天線的進一步規模擴大化，多到甚至可以形成數百根天線的矩陣。在不增加頻譜資源的情況下實現用戶系統頻譜效率的大幅提升，降低發射功率、減小小區內以及小區間干擾。雖然大規模MIMO因為天線數量增加也會帶來信道建模等多方面的新問題，但這個就和我們消費者的關係不太大了。

微基站

與大規模MIMO同時出現的，通常還有一個名詞叫做微基站。這裡需要先引入毫米波的概念，大學物理告訴我們，電磁波波長:

其中c為電磁波在真空中的傳播速度，近似為3x10^8m/s，ν是電磁波的頻率。以高通憑藉驍龍X50基帶實現的首次5G連接所使用的28GHz頻段為例。其波長:

毫米波的意思很簡單，就是指波長為毫米量級的電磁波，換算為頻率，也就是頻率約等於30GHz甚至更高的電波。

高頻的好處很明顯，頻率越高所能攜帶的信息量越高，同時頻譜資源也會更寬：

上式中1.8GHz-2.6GHz是4G時代我國運營商常規使用的頻率，但前半部分卻不是5G的實際使用頻段，只是作為示例，說明在毫米波波段內，輕輕鬆鬆就能獲得更大的頻寬。

那高頻的壞處呢，也很簡單，頻率越高波長越短，波的衍射能力越弱，同時在傳播過程中的衰減也越大。傳統一個基站覆蓋的面積，在使用毫米波之後就無法進行良好的覆蓋，這就需要使用前文說到的微基站了，使用單體體量較小但是數量規模更大的微基站來搭配毫米波，才能保證良好的網路覆蓋和使用體驗。

那基站覆蓋、毫米波應用、大規模MIMO這些基礎都有了，要想利用好5G，我們手中作為移動互聯網主要入口的手機，也是重中之重。這方面可以討論的東西並不是很多，因為現在手機端擁有5G標準modem並且實現了連接的，也就只有高通的驍龍X50，其餘廠商的同類競品都已經排到了今年下半年甚至2019年，這也是我們一直強調需要看到差距的部分。那我們不妨說說另一個重要相關項——射頻前端。

現在的手機，特別是各家的旗艦機型，射頻使用最多的是哪家的技術呢，其實不用我說你也知道一定是高通，畢竟手機方面的整套環節，高通可以說是完全打通了。射頻前端不僅限於大部分同學想像中的天線，它其實是一套相當複雜的電路系統，涉及到將基帶傳遞的信息轉化等多項內容，天線可以理解為其末端一個功能實現的組件。而因為涉及到多頻段、多網路制式等問題，手機的天線數目也有著數量上的差距，整套系統整合下來再加上之前說到的modem，基本就涵蓋了手機端信號首發的整個流程，擁有著這兩樣利器，也難怪大家都愛和高通合作了。

可以看到近期的機型中有不少都是用了高通射頻前端解決方案中的一個甚至多個部分，LG V30和SONY Xperia XZ Premium上的PAMiD模塊（功率放大器模塊，包含雙工器），三星S8上的包絡跟蹤器、阻抗調諧器、分集接收模塊、孔徑調諧器、低雜訊放大器、提取器和BAW濾波器，Pixel 2/XL的離散濾波器和濾波分離器。就在上月25號的高通技術與合作峰會上，國產手機廠商的大半壁江山到場，聯想、OPPO、vivo、小米等四家廠商更是和高通簽署了諒解備忘錄（MoU），表明意向會在三年內向高通採購價值總計不低於20億美元的射頻前端。

5G對移動互聯網，對手機，甚至對我們生活的改變將會是超出想像的，在這個關鍵的轉折點上，我們之所以如此關注行業動態，也是因為我們對5G生活有著無限的期待。不知道你們想法如何，但小編對即將到來的MWC 2018已經是望眼欲穿了，不知道誰會搶到驍龍845的首發，但不管是哪款手機，小編都想要在第一時間上手體驗體驗，畢竟在這樣變化過渡的點上，每邁出去的一步，都會帶我們離5G又更近一點。

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