5G的到來，將徹底改變我們的生活方式
5G網路成為最近的熱門話題，前不久又被平昌冬奧會的試商用再次推向高潮。也許你對5G並不怎麼在意：不就是網速提升了么？除了上網快還能有啥用？我4G手機上網已經夠用了，5G對我來說用處不大吧？還真不是，5G的到來將給我們的生活帶來翻天覆地的變化。
5G在當下為什麼這麼火？其原因可不僅僅在於網路通訊的各大陣營為5G物理層編碼方案的頭破血流之爭。其實從這個角度來說，之所以各大陣營會爭，也是因為5G網路將在未來的通訊行業中擁有著舉足輕重的地位。今天我們就來聊一聊，5G到底能給我們手機的使用帶來什麼變化。
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5G對於我們有啥用？
現有的手機4G網路滿足我們的急速手機上網其實已經綽綽有餘：刷個微博或者朋友圈文字圖片載入很快，上個網頁也不用像2G時代一樣盯著載入條發獃，偶爾看個短視頻，月底清流量看個高清視頻也都不會卡頓，玩個手游延遲基本也能維持在100ms以下。現在4G用著就挺舒服，要5G有用嗎？想要洞悉這個問題，我們就得先了解一下5G和已有的4G有啥區別。
5G網速體驗（圖片引自網路）
4G的下載速度可以達到120Mbps，後來的4G+通過載波聚合技術將下載速度提到了300Mbps。而未來的5G，帶寬可以達到20Gbps，這就是5G的嚇人之處。除此之外，5G的低延遲也會給無線通訊開闢全新的領域。
如果說5G在4G的基礎上網速翻番，或者翻兩三番，那麼它的作用還真不大。關鍵就在於，5G相比於4G，網速有著幾十甚至幾百倍的提升。當然，前期的5G網路應該不會達到網速峰值，我們看到5G帶來的變化也將是一個隨著網速提升而逐漸轉換的過程。那麼除了上網體驗的提升，5G還會給我們的智能手機帶來哪些變化呢？
1、超高的下載、上傳速度
相信經常用手機玩大型遊戲的朋友都有這樣的煩惱：下載或者更新個遊戲得很長時間，等遊戲等得花兒都謝了。而5G網路恰恰解決了這個問題。如果網速真能實現每秒2.5GB的下載速度，那麼大部分的大型遊戲不到1秒就可以下載完。
還有就是手機的應用數據、照片、視頻等大體積文件，雲盤備份或下載都需要不短的時間。在5G時代，這些都不再是問題。
2、流量不限量或將成為現實
在4G時代，我們也見到了不限量的流量套餐，但普遍來說資費都比較昂貴。在5G時代，由於成GB的流量消耗以秒計，現在的流量收費法則自然不再適用。我們很有可能在5G時代迎來流量的不限量。
3、手機成為萬物互聯的控制平台
萬物互聯是人工智慧時代背景下物聯網的最終極目標之一。但目前的物聯網發展得並不透徹，現階段實現的物聯網還比較低端。其癥結之一就是無線網路帶寬和延時不達標。舉個簡單例子來說，無人駕駛的汽車需要通過網路從雲端獲取數據和指令，如果存在較高的網路延時，那麼指令的傳遞將被拖延，這對於高速運行的汽車來說顯然是不允許的。
手機成為指令平台（圖片引自網路）
萬物互聯的意義不僅在於高度的設備自動化，還表現在用戶對這些設備的自主控制上。而智能手機作為隨身攜帶的智能設備，自然也充當了指令平台的角色。
4、大存儲失去存在的意義
多大的手機存儲夠用？有人說128GB,也有人說得256GB，毫無疑問，我們已經進入了手機大存儲時代。而隨著5G的普及，大存儲也將失去意義，其原因就在於足夠高的網速允許了大量數據的實時傳輸。需要什麼，從雲端獲取即可。舉個例子說，60幀的4K電影，一部需要幾十GB的存儲空間。有了5G，帶寬足夠保證60幀的4K視頻實時播放不卡頓。
也有人會說，隨著軟體需要的空間變大，大存儲是少不了的。其實不然，網路有了充足的帶寬和超低的延時，這就允許了軟體安裝在雲端伺服器上。手機用來傳輸指令並接收畫面即可。
5、性能不再是智能手機的瓶頸
剛才我們提到了軟體的雲端安裝，其實這個途徑不僅可以節省手機存儲，也可以解決手機存在的性能瓶頸。雖然移動端處理器的性能一直在提升，但與伺服器級別的處理性能相比還存在天壤之差。也就是說，在5G時代很有可能繼雲盤之後出現手機雲處理器、雲顯卡的概念，用手機使用專業軟體、運行大型電腦遊戲不再是問題。
蘋果Mac上的GeForce Now雲端顯卡功能（圖片引自網路）
而且，由於手機端僅是發出指令和接收圖像，所以手機處理器的功耗將大大降低。在未來，手機處理器將不再成為決定手機檔次高低的關鍵性因素，但負責網路傳輸的基帶、數據機等會扮演越來越重要的角色。
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一場冬奧會燃起5G燎原之火
從平昌冬奧會說起的5G功能
我們可以看到，5G給智能手機帶來的不僅僅是網速的提升，同時推動了智能手機由本地數據存儲和計算處理的架構向著雲端遷移的轉變。但5G的到來改變的不僅僅是智能手機，它將改變無線互聯網生活的方方面面。我們不妨從平昌冬奧會的5G試商用說起。
VR觀賽（圖片引自網路）
在本次冬奧會，比較吸引我們眼球的就是大量的用於沉浸式觀賽的5G體驗服務：全景視角同步觀賽、時間切片、VR虛擬現實技術等等。通過在場館多位置、運動器材、運動員身上安裝感測器、攝像頭以及5G通訊模塊，觀眾可以實時獲取來自各個方位攝像頭拍攝的高清圖像。
有趣的是，由於短道速滑和花樣滑冰賽場四周設有多台攝像機，時間切片可以對選手每時每刻的動作進行360度的切割和回放。
帶來更好的娛樂體驗
VR觀賽其實是個早就有的概念，通過場館內不同位置的360度全景相機獲得全形度的虛擬現實視角。這種VR觀賽不僅適用於運動比賽，對大型演唱會等群體活動的在線觀看也由很好的效果。
之前沒有流行起來的原因就在於網路帶寬不足、網路延遲高，導致視頻卡頓、畫面質量差等情況。本次的冬奧會則通過5G網路將高清視頻信號實時傳輸到VR區域，實現流暢、清晰、實時的觀賽體驗。
傳統PC VR設備並不便攜（圖片引自網路）
說起VR，現在的設備大多給人的印象就是沉重、體驗差。移動式VR設備雖然便攜性提升，但性能限制了圖像解析度、幀數的提升。而PC的VR設備需要連接電腦，雖然性能充足，但難免笨重。5G的到來恰恰解決了這些問題，5G網路的高帶寬允許和低延遲保證了大量數據的輸送，使體驗更加接近有線連接。
推動工農業、醫療等遠程控制技術
5G時代可能實現的遠程醫療（圖片引自網路）
現在的VR設備，大多都用在了觀影和遊戲上。在5G時代，VR更多的實用功能將被開發出來，比如通過VR設備連接無人機、連接機器人，進行工農業、醫療工作等等。較低的延遲和足夠的帶寬允許了指令的及時送達和數據的大量傳送，保證了遠程控制的準確性和及時性。
推動無人駕駛、智慧城市等物聯網項目的發展
無人駕駛汽車（圖片引自網路）
除此之外，自動駕駛也通過該5G網進行了測試。2月5日，韓國SK電訊公司宣布其搭載5G技術的無人駕駛汽車成功通過路試。據悉，接受測試的無人駕駛車可以感知外界環境，躲避障礙物，在學校區域減速，甚至當路面突然出現類似孩童模型時，可自行停車。顯然這些功能能夠及時實現是得益於5G網路的低延遲的。
通過物聯網實現智慧交通（圖片引自網路）
說到無人駕駛，自然少不了智慧城市的話題。打個比方說，一輛無人駕駛汽車可以在街道上暢通無阻的行駛，但很多輛無人駕駛的汽車同樣會存在擁堵的問題。這時候宏觀的調控就顯得十分重要。
如果所有的出行都匯總到一台大型雲端伺服器上的話，就可以對每輛車的路線、時速等進行優化，從而達到最高出行效率的目的。而5G在其中扮演的就是及時快速數據傳輸的角色，極大推動了智能物聯網的發展。
NB-IoT（圖源：RCR Wireless）
另外，物聯網不僅僅有無人駕駛這種對網路高要求的項目，也包含很多對網路要求不高的內容。這些物聯網的節點較多，由於很多條件的限制，比如我們現在看到的共享單車，無法充電，只能通過人力發電或者太陽能電池板積蓄電能。
有些終端甚至沒有辦法充電，只有通過初次裝入電池維持供電，所以網路一定要省電。而5G的前奏和基礎NB-IoT由於其聚焦小數據量、低速率應用，所以功耗可以做到非常低，實現幾年甚至十幾年的續航。
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5G能飛起來的原因就在這裡
5G的高網速低延時是怎麼實現的
看了這麼多5G網路的應用，相信大家開始對5G本身產生興趣：5G是如何實現高網速低延遲的？這就得從無線通信的基本原理說起。
5G是如何實現高網速的
不同頻率的用途（圖片來自知乎）
我們知道，無線通信是通過電磁波來傳遞信息的。隨著手機無線網的發展推進，我們可以發現，它們都是向著高頻率發展的。這是因為頻率越高，頻段就越寬，承載的信息就越多，網速也就越快。
平昌冬奧會5G網路（圖片引自網路）
在平昌冬奧會上試用的5G網路用的是28GHz頻段，峰值速率要求達20Gbps，遠遠超過以往分布在中頻到超高頻的無線網路。
平昌5G微基站（圖片引自網路）
但5G並不是單單提升頻率這麼簡單。我們知道，頻率和波長成反比，28GHz頻段的波長已經達到了毫米波的水平。而波長越短，傳播能力越差。所以以往的宏基站不再適用，因為5G離遠了就可能沒信號。所以想要大規模推廣5G就需要鋪設大數量規模的微基站。平昌冬奧會用的5G就是通過基站集群來實現的。
當然，5G的高網速也與Ｍassive MIMO（多根天線發送，多根天線接收）、波束賦形（通過對射頻信號相位的控制，實現信號的精準指向性服務）、載波聚合、高階調製等技術有關。另外，同一基站下的兩個5G設備可以實現不通過基站的設備到設備數據傳輸。在這裡不詳細闡述。
5G是如何實現低延時的
低延時是5G網路的一大特性，給5G賦予了更多即時性的指令功能。那麼5G是怎樣實現低延時的呢？其原理就是通過對幀結構的優化設計，將每個子幀在時域上進行縮短從而在物理層上進行時延的優化。
5G支持的全雙工技術讓通信兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式。雙向通信讓5G擁有高吞吐量和低延遲。
平昌冬奧會5G網路架構（圖片引自網路）
核心網採用用戶面下沉和雲化部署方式讓5G的低時延得到了保證。平昌冬奧會的5G網路構架，是在首爾研發中心部署了一個中心核心網節點，在平昌、江陵附近部署兩個邊緣節點，用戶更加接近邊緣節點。賽場中的視頻數據不需要傳輸到首爾，在邊緣節點中就可以實現處理，從而讓物理距離大大縮短，降低網路時延。
寫在最後
看到這裡，相信大家都已經明白，5G之所以會火，會讓各大陣營掙得頭破血流，其原因就在於5G網路帶來的不僅僅是網速的變化。5G的到來為人工智慧物聯網提供了穩定的信息傳播基礎，也因此將徹底改變我們的生活方式。可以說，5G讓未來可期。
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