5G基础设施将给各行业带来怎样的变革_历史上今天-电子工程世界

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五代（5G）无线基础设施不仅为新应用开辟了道路，还极大地改善了4G及前几代无线应用。随着5G网络性能的提高，通信速度将更快，延迟更低，交互性也更佳。这对消费者体验和机器对机器（M2M）通信来说都是好消息。5G将通过单一移动网络提供以下三种服务：• 增强型移动宽带（eMBB），满足以人为中心的内容和服务接入用例需求。• 大规模机器类通信（mMTC），在要求不高的低功耗设备之间进行数据交换。• 超高可靠超低时延通信（URLLC），在要求非常严格的设备之间进行数据交换。

本文将探讨5G增强技术如何改进现有应用，并为更具创新性的应用创建平台。

5G无线技术与应用

5G通信是设备之间的通信手段，但也是一项能真正改进现有应用的使能技术。让我们来一起探索5G无线网络对现有应用和新兴应用有着怎样的意义。

互联网支持

将互联网引入消费型智能手机和平板电脑是5G网络最早且规模最大的一次部署。凭借更高的传输速度和更低的延迟，消费者也将看到5G连接不仅是消费类设备，也是家庭（固定无线接入）的互联网接入渠道。像波束成形这样的技术（可以将信号聚焦成指向用户的波束，而不是向所有方向广播）可提高用户信号的完整性，同时又能将对其他用户的信号干扰降至最低。

虚拟现实与增强现实

虚拟现实（VR）通过头显构建一个可以交互的合成（计算机生成的）环境。VR头显具有实时头部跟踪功能，可以根据头部运动改变场景中的视角。增强现实（AR）不是构建一个合成环境，而是使用头显或智能手机将合成对象覆盖到人们所见的现实世界之上。这两种技术都将受益于5G网络的大容量：5G的超高传输速度有利于构建合成世界并将其从远程云（称为云渲染）传输到VR设备，而5G的超低延迟性能可以快速响应头部运动，只将当前场景呈现给用户。

物联网

物联网（IoT）是指通过互联网将日常物品（如洗碗机、门铃）连接起来。在降低成本之后，5G的惊人速度和容量将导致新的物联网设备和服务呈爆炸式增长。从某种程度上来看，这种扩展表现为5G网络能够在小范围内连接大量设备（例如在一平方米范围内连接一百万个终端设备）。5G可以通过多输入多输出（MIMO）与同一区域内的大量设备通信。MIMO是指增加基站的天线数量以扩大其网络容量，或者使用多径传播在同一无线信道上发送和接收多个数据信号。这两种情况都拥有较高的容量能与更多设备进行通信，而不需要额外的无线电频谱。

自动驾驶汽车

自动驾驶汽车（AV）是无需人工输入就能自动导航的汽车，例如，无人驾驶汽车。AV在没有5G无线基础设施的情况下也可以工作，但随着速度更快、延迟更低的5G通信的出现，将会发展出各种新兴AV技术。通信技术的改进可以为司机或乘客提供一系列服务，包括娱乐（如视频、音乐）和宽带接入。借助于5G技术，驾驶员可以受益于自动调整的导航和路线，这种调整是通过将实时事故或拥堵信息整合到一起来实现的；也可以实现车车（V2V）通信以优化交通状况（例如变道协调）。

监控

5G技术将给音视频监控带来巨大的变化。如今，大多数监控解决方案都依赖于互联网协议（IP）网络，以通过Wi-Fi连接到可以提供有限带宽的互联网服务提供商（ISP）。许多解决方案都支持双向通信，但这种通信可能会受到非对称IP网络（即下载速度大于上载速度）的影响。5G网络的可用带宽允许流畅地流式传输高分辨率视频（如1080p高清视频），而第三代（3G）或第四代（4G）无线网络则无法做到。5G通信速度支持在云端进行实时人脸检测和识别。摄像头在捕捉到高分辨率视频帧时，便会将所有帧上传到云端进行处理。摄像头在检测到人脸后会使用一个矩形框出人脸的范围，并上传到独立的云端服务器。这一操作有助于更好地使用5G基础设施，因为发送到云端的图像更小，在接收后便可进行处理，因此能够并行处理这个复杂的识别过程。

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