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九、你可能关心的5G热点问题

Q1:在珠穆朗玛峰上覆盖5G信号有什么意义?

A:

一方面,复杂环境下的技术成果可以彰显5G技术的综合实力。作为服务于公众的移动通信技术,5G需要能够经受住各种不同环境,甚至是极端恶劣环境的考验。如果5G网络从元器件到系统应用,都能够经受住珠穆朗玛峰恶劣自然环境的考验,这将给潜在的用户带来极大信心,从而有效消除公众对5G网络能否承担更多更丰富业务的疑虑。

另一方面,这类新闻事件可以推动大众的认知改变,加快5G技术在社会中的普及。新技术在给我们带来新机遇的同时,也将面临巨大的不确定性。普通用户对新技术心存疑虑,社会整体认知会对新技术的普及带来较大阻力。当5G网络覆盖珠穆朗玛峰后,公众对5G的认知将更加积极,为公众理解 5G、探索5G应用场景提供了极具代表性的案例。把犹豫不决的人变成积极拥抱5G的人,从而加快整个社会对 5G 的接纳速度。

Q2:埃隆·马斯克的卫星互联网会颠覆5G网络吗?

A:

目前来看,可能性不大。

一是两者通信方式不同。用户通过卫星访问互联网,数据传输过程中要通过卫星间的星间链路传递,同时需要配置接收终端才能把数据传递到手机上。而5G用户通过基站就可以接入网络。因此,卫星互联网并非手机直接连接卫星,而是通过特定的接收装置才能完成,两者通信方式差异较大。

二是带宽与时延差距较大。当前,埃隆·马斯克主导的“星链计划”能够提供64Tbps带宽,而当前全球4G网络能够提供的带宽超过6000Tbps,两者差距相距甚远。同时,5G网络空口理论时延仅为1毫秒,而卫星通信从地面到空中再返回地面的时延至少需要3.6毫秒。因此,卫星互联网难以应用在对时延要求极为严格的应用场景。

三是应用场景形成互补。5G网络的普及应用将更多地满足个人用户和企业用户需求,尤其是人与物、物与物的网络连接。虽然移动通信网络能够极大满足我们的生产、生活需求,但我国目前仅有30%的国土面积覆盖有地面基站信号,剩下70%的面积,例如海洋、沙漠、森林、无人区、部分高原等都没有信号,这些领域将成为卫星互联网的发力重点。卫星互联网与5G网络互为补充,有望构建空天地一体化的网络覆盖。

Q3:5G的哪些应用需要在毫米波内实现?

A:

从单载波带宽来看,4G带宽最大为20MHz,5G带宽可进一步扩大到100MHz(FR1)和400MHz(FR2),大带宽与多天线技术相结合,使得5G能够支持更高的峰值速率,其中FR1峰值速率可达到1Gbps,FR2峰值速率可达到10Gbps。在此基础上,利用载波聚合技术将两个400MHz的带宽进行聚合,FR2频段峰值速率最高可达20Gbps。

毫米波传输具有大带宽和高速率的特点,但另一方面,毫米波传输距离有限,容易受到干扰。毫米波的特性决定了它主要被应用在大带宽、高容量的场景,尤其是在人口密度大、网络容量需求高的热点地区。

一是适合在大型场馆与产业应用部署。例如音乐会、体育馆等人口密集区域,毫米波可带来数千兆比特速率及低时延和大容量体验,以往在万人体育场观看演出时手机信号较弱、网速较慢的情况将大大缓解。同时,毫米波还可为智能网联汽车通信提供所需的更高数据传输速率与准确度,实现更精准的驾驶安全辅助。

二是作为固定宽带业务补充。毫米波可用于固定无线宽带接入业务,满足家庭典型应用(如4K、8K电视等超高清视频)的传输需求。美国在部署毫米波应用时,典型的场景就是通过家庭配置的CPE设备接收5G毫米波信号,来实现室内网络的覆盖。

三是适合保密通信。毫米波系统使用的高增益天线同时具有较好的方向性,能够减少信号之间的干扰,这一特性可以进一步消除干扰,从而有效增强通信的安全性,降低信号被截听的概率。

Q4:5G在使用毫米波技术时还有哪些瓶颈?

A:

毫米波技术瓶颈表现在以下几个方面。

一是我国的毫米波技术产业与国外领先水平相比存在差距。毫米波频段的核心器件主要包括功率放大器、低噪声放大器、锁相环电路、滤波器、阵列天线、高速高精度数模及模数转换器等。为满足更高阶调制方式及多用户通信等需求,高频功率放大器、低噪声放大器需要进一步提升输出功率、功率效率及线性度等性能;锁相环系统需要进一步改善其相位噪声及调谐范围等性能;滤波器需要提升其带宽、插入损耗等性能;数模及模数转换器件要求满足至少1GHz的信道带宽的采样需求,提高精度并降低功耗;新型的高频阵列天线需要满足高增益波束和大范围空间扫描等方面的需求。

此外,作为5G高频段通信系统走向实用化的关键步骤,低成本、高可靠性的封装及测试等技术也至关重要。我国高频器件技术突破难度较大、产业起步晚,集成电路制造工艺、基础材料等产业基础薄弱。为此,我国产业界也在加快毫米波研发和测试步伐。按照IMT-2020(5G)推进组统筹规划、分阶段推进的原则,未来对毫米波试验的工作大体分为以下两个阶段:一是在2020年重点验证毫米波基站和终端的功能、性能和互操作;二是在2020—2021年期间开展典型场景验证。

二是我国毫米波频段的频谱资源仍有待协调。目前我国的卫星、雷达等已经在使用毫米波频段,如果要在5G领域应用,则需要加快协调力度并重新分配频段资源。

Q5:毫米波通信对人体有伤害吗?

A:

通俗来讲,辐射是能量在空中的传递,一般按照其能量的高低以及电离物质的能力分为电离辐射和非电离辐射。

电离辐射是指传播能量较高的辐射,比如紫外线、X光、宇宙射线、核辐射。这类辐射所含有的能量足够损坏DNA等分子本身的结构,对人体健康会产生较大损害。

传播能力较小的非电离辐射有阳光、手机辐射(包括毫米波)、红外线、微波炉用的微波、收音机的电磁波等。目前,并没有确凿的证据可以证明,非电离辐射会提高致病概率。同时,海外有研究机构数据表明,人体持续8小时在60GHz毫米波的辐射影响下,并未出现眼部损伤,皮肤温度也仅仅上升了不到1℃,与医学上认定的辐射受损相差甚远。

Q6:5G在每平方千米可连接100万个智能终端,4G能够达到多少?5G的核心技术有哪些?

A:

从实际应用的角度来看,4G网络的容量为每平方千米2000台的连接数。需要指出的是,4G网络在数据连接上因为没有优先级概念的区分,因此一旦有数据要发送就要占据一个连接。而5G网络是有优先级区分功能的,因此可以极大地扩充网络的容量。再加上5G网络特有的多天线和波束成形技术加持,可以让网络性能有较大的提升。因此把4G网络升级到5G网络,的确有很大的应用需求。

Q7:有预测说2025年5G用户将达到8亿,这个预测的主要依据是什么?

A:

当前,我国信息通信行业处于快速发展阶段,5G产业和用户发展能力将得到有效释放。

从用户发展来看,GSMA(全球移动通信系统协会)预测,到2025年,中国5G的渗透率将增长到接近50%,该结论主要综合了中国运营商推动、消费者意愿、5G手机普及以及政策推动等多个因素。中国信息通信研究院预测,到2025年,中国5G用户将达到8.16亿户,5G在移动用户的渗透率将达到48%左右,与GSMA的结论基本一致。

回顾4G用户的发展历程,我国的4G用户在3年的时间里就突破了7亿户。2013年年底,我国启动4G商用,在政策引导、电信运营商推动下,4G用户实现了快速增长。这一数据在2014年达0.97亿户,2015年达3.86亿户,2016年达7.7亿户,2017年达10亿户,2018年达11.7亿户,2019年达12.8亿户。随着超高清视频、浸入式游戏、虚拟现实/增强现实等新兴业务快速发展,用户对通信质量和应用丰富程度的需求将日益强烈,成为加快5G普及落地的重要推动力。

从5G终端数量来看,有关统计数据显示,截至目前,全球共有81家供应商宣布推出了或即将推出5G设备。目前有283家已经推出5G终端,其中有108家推出的是智能手机。2020年1—3月,国内5G手机出货量达到1406万部。华为、vivo、OPPO、小米等成为用户首选的几个品牌。

从换机需求来看,相关研究机构分析,用户平均更换手机的周期为22个月。换机节点方面,持有手机19~24个月是多数人更换手机的窗口期。放眼当前用户消费5G机型的价位区间,大部分用户仍以中高端机型为主,4000元及以上的手机消费占比80%。但随着5G产品开发的日趋成熟,以及厂商向2000元以下价位的不断下探,5G手机的主要竞争市场将逐步完成向中低价位的过渡。中低价位5G手机的技术成熟,将进一步降低用户更换手机、向5G网络迁移的成本,推动5G用户快速增长。 i9YQOHw5VQhBrR6vYAJDtObAfSnAUG1eQdHFNnRwYDZqBCxbLbLLsZgpFAhq0kjx

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