5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

2020-04-22 04:41:37 来源:互联网 阅读:-
【摘要】近一年手机圈最大的热点毫无疑问就是5G了,各大手机厂商也争先恐后的宣布自己的5G手机。从2G到5G,每一代移动通信技术都经历着网速的变革。

近一年手机圈最大的热点毫无疑问就是 5G 了,各大手机厂商也争先恐后的宣布自己的 5G 手机。然而说来说去,也没有哪一家厂商告诉我们,5G 到底能干嘛?

今天我们就来看一看,5G 以及 5G 手机究竟能给我们带来什么?

5G 比 4G 强在了哪?

从 2G 到 5G,每一代移动通信技术都经历着网速的变革。想要提升网速,就要提升带宽。

我们都知道,无线通信是通过电磁波来传递信号的。电磁波的频率越高,其可容纳带宽就越大。所以提升网速最直接的方式就是提升频率。这也正是每一代网络升级的核心。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

如果频率越高,网速越快,那为什么一开始不用高频率呢?其实不是不想用,而是用不起。

这里就要引入我们初中学过的一个公式,由于光速不变,频率越高,波长就越短。

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由于电磁波的特性,波长越短,绕射(衍射)能力就越弱,但穿透能力越强。所以当高频波遇到障碍物会直接穿透,而不是绕过去,进而导致信号衰减严重。

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也就是说,4G 信号之所以传播的远,是因为它遇到障碍物就会选择绕过去,而5G信号由于穿透能力比 4G 信号强,遇到障碍物就会选择穿透,所以在障碍物多的地方,信号覆盖面积自然就不如 4G。4G 基站的覆盖半径约为 1-3 公里,而 5G 基站的覆盖半径仅为100-300米。(典型值)

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简单来说就是,高频率虽然能带来更快的网速,但是在传播能力上不如低频率。

相信大家在生活中也有体会,往往到了野外,4G 已经不能用了,而 2G 还可以,除了4G建设的较晚,基站数量少之外,主要就是因为一个 2G 的基站覆盖面积远大于 4G 基站。可以用更少的 2G 基站去覆盖更大的面积,有效地降低了成本。

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所以,相同面积下,需要更多的基站,这也就意味着想要达到完美的覆盖,成本将成倍增加。同时,更多基站带来的维护成本也会成倍提升。

可见,5G 不仅带来了更快的网速,也由于用了更高频率的电波,导致了信号以及覆盖方面的问题,为了解决这些问题,就有了以下几项重要的 5G 技术:

  • 小基站——让室内信号变得更好

由于 5G 的绕射能力变差,这就意味着在室内的信号将会惨不忍赌,为了解覆盖盲点的问题,厂商们推出了小基站。

一般我们对基站的概念就是「大铁塔」或者长长的天线,而小基站则只有路由器那么大,可以部署在室内,解决室内信号差的情况。

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  • Massive MIMO(多天线)——提升信号强度

相信大家对 MIMO 这个词此并不陌生,MIMO 的意思就是多收多发(Multiple-Input Multiple-Output),在 4G 时代,大部分手机可以实现 4×4MIMO,而到了 5G 时代,手机的天线数量会增加到 64/128/256 根。

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能放下如此多的天线,也是由于波长变短,在5G之下,在同等体积之下,可以布置更多的天线,以弥补高频带来的信号损失。

Massive MIMO 同样是为了解决毫米波的信号衰减问题,因为国家对天线功率有上限限制,所以,不可能随意增加发射功率,受制于材料特性和物理规律,也不可能无限提高发射天线和接收天线的增益。唯一可行的解决方案是就是增加发射天线和接收天线的数量。

  • 更先进的波束赋形——信号的精准传输

如果说 Massive MIMO 是把道路变多了,那么波束赋形就像一个导航一样,把天线的信号更好的引导到设备上,通过精准的传递来减小信号传输的衰减。

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基站发射信号就像灯泡发光一样,手机就像房间里的某一个小区域,基站本身是只想点亮手机的区域,而其他区域的光线就浪费了。而有了波束赋形以后,就像手电筒一样,精准的照到想去区域。

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  • 全双工——同时上传下载

为了避免干扰,现有的无线发射装置都不能同时发送和接受信号,为了提高数据传输速率,就有了全双工。

全双工就可以实现同时收发信号,把数据传输速率提升两倍,代价就是自干扰,当然 5G 的其他技术也可以减少这种干扰,就不过多赘述了。

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说起无线通信,就不得不提香农公式。其实 5G 所有的技术,都是为了提升这个公式的参数而设计的:

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简单来说,公式里的 C 值越大,网速就越快,那想要提升 C 的值,就要提升 B 或者 S/N 的值,所有的 5G 技术都是为了提升这两个值。

具体来说就是:

毫米波——提升频带宽度(B)

更先进的波束赋形——提升信噪比(S/N)

多天线、全双工——提升频带宽度和信噪比(B&S/N)

今年的 5G 手机值得买吗?

说完了5G的几个重要指标,再来说说最近各大厂商都将要今年推出的5G手机,究竟值得买吗?

  • 5G 手机能给我们带来什么

首先是外观,未来的 5G 手机,由于多天线技术,手机中框应该无法承受如此多数量的天线,所以会做到机身里面。考虑到金属会屏蔽信号,未来的手机后盖应该会朝着玻璃或者塑料发展。金属机身的手机应该会越来越少。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

每一代移动通信都提升了网速,而在不同网速之下,能做的事是不一样的。就像3G让应用程序的使用变成可能,4G 带来了移动支付、在线游戏、短视频等等。

至于未来 5G 手机会出现怎样的技术,任何人都无法断言,5G手机到底能带来什么,还要看未来能满足我们什么需求。

  • 5G 手机会变贵吗?

越早购买 5G 手机,你为手机厂家和上游厂商分担的研发成本越多。说白了,就是越早买越贵。根据中国移动的预判,在 2019 年 5G 预商用阶段,测试、预商用 5G 终端可能在 30 款以上,其中 5G 手机的价格预计会在 8000 元以上。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

电信分析师付亮建认为购买 5G 手机的时间最好在明年 3 月份以后,那时价格约在 5000 元至 6000 元,到明年四季度可能降至 2000 元至 3000 元。

  • 今年要买 5G 手机吗?

5G并不是只要手机芯片支持5G就可以享受更快的网络,5G是需要从手机端到基站到核心网都要重新配套,单纯一个5G手机就好像超级跑车行驶在限速60的马路上一下,再强的能力也发挥不出来。

就拿 4G 来说,2013年9月iPhone 5s 等 4G 手机发布后,2013 年 12 月国家下发4G牌照,两年过后 4G 手机用户不到 30%,直到今年,4G 手机用户才达到 70% 以上。

如今 5G 的牌照刚刚下发不久,5G的配套设施肯定还需很长时间去建设。再加上 5G 基站覆盖面积变小,因此相同面积需要更多的基站,相比 4G 的投入会更大,所以在普及时间上应该比 4G 还要慢。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

因此今年的 5G 手机与 4G 手机在体验上拉不开差距,在配套设施还不完整的情况下,5G 的用武之地并不大。

如果今年一定要换手机,并且一部手机打算用好几年,5G 手机一定是更好的选择。或者先买一台 4G 手机过渡一下,等待 5G 手机的价格正常后再出手。

  • 买 5G 手机需要注意的坑

目前的 5G ,其实不完全都是真 5G,你买到的 5G 手机,很可能是没有具备 5G 的所有功能。

这就要说 5G 的两种组网方式——NSA 和 SA。NSA 是非独立组网,SA 是独立组网,简单来说,NSA 是基于 4G 核心网下的 5G,而 SA 从基站到核心网都要全部重新建设。SA 组网可以实现更低的时延、更大的上行带宽、网络切片等 5G 核心功能。所以,SA 是更完备的 5G 网。

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但是目前几个主流的 5G 芯片,高通的 X50、巴龙 5000、三星的 Exynos 5100……只有麒麟的巴龙 5000 支持两种组网模式,其他都只支持 NSA ,而巴龙 5000 并不向外出售。也就是说,下半年能买到的 5G 手机,多半是不完整的 5G 。

同样支持双模组网的高通 X55 ,也需要明年才能出货。连工信部都宣布停止 NSA 设备的入网。可见,SA 组网才是未来。

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所以,想要享受完整的 5G,买 5G 手机时,还要注意芯片是否支持 SA 组网。现阶段的 NSA 组网可能更加成熟和稳定,但不能实现 5G 的核心功能,注定是被淘汰的。

手机之外5G大有用武之地

如果说 4G 的是为手机量身定做的,那5G的就是为物联网而生的。

大多数人对于 5G 的概念就是网速变得更快了,几分钟就可以下载一部高清电影、可以流畅看 4K 视频等等,但由于手机硬件的限制,你很难在这么小的屏幕上看出 4K 的差别。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

似乎网速变的更快好像并不能对我们的生活产生更大的影响,那么 5G 究竟能给我们带来什么呢?

互联网发展的初期,每个家庭拥有一台电脑,市场是以亿计的。而到了智能手机时代,每个人拥有一部手机,全球有 70 亿人,就有 70 亿的市场,而下一个阶段是物联网,包括家里的家居,室外的公共设施,每个家庭需要联网的设备可能有数十台,联网的设备可能会达到 300 亿之多,这样的市场是不可估量的。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

有需求才有市场,正是有了 iPhone 这样优秀的终端才推动了3G、4G 的发展。就像功能机时代,再快的网速也不会发展出王者荣耀这样的游戏一样。正是有了物联网的需求,市场足够大, 5G 才能应运而生。

国际电信联盟(ITU)把 5G 的应用场景归纳为三个:增强型移动带宽(embb)、超可靠和低时延通信(urlcc)、大规模机器类型通信(mmtc)

用人话来说就是:

  • 更快的网速

  • 毫秒级的延迟

  • 百万级/k㎡ 的终端接入

可以说后两项(低延迟和接入终端变多)都是为物联网量身定做的。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

通过使用海量机器类通信技术(mMTC),5G 把每平方公里的连接数量提升到了百万级别,超越了 4G 至少十倍以上,连接设备瞬间从一台手机变到了十几台设备。就是一个区域单位能够连入网络的总数极大的提高了。

除了连接数量的增多,连接质量同样有了飞跃,可以说 5G 最大的升级就在于毫秒级的延迟。延迟到底有多重要呢?举个例子:

王者荣耀所需要的带宽,比较成熟的 3G 网络就能满足,但为什么 3G 时代几乎没有任何的手机在线网游呢?原因就是 3G 的延迟太大,而4G的网络延迟比 3G 时代降低了大约 70%,达到了和有线网络差不多的水平,所以才有越来越多的电脑游戏可以在手机上玩。

5G 带来的毫秒级延迟,就能够满足一部分物联网的需求,比如车联网,车联网正是自动驾驶的重要一环。如今的每一辆汽车都是孤岛般的存在,而未来的自动驾驶则需要所有车的配合,可以想象,当每一辆车都互通互联,不仅发生车祸的概率大大降低,还能够有效缓解交通拥堵等问题。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

5G 也许不能给手机带来什么飞跃性的提升,但却能改变我们的生活。

最后

够用永远是个伪命题,在汽车没被发明时,马车明显是够用的,智能手机没被发明出来,功能机也够用。而 4G 对目前的我们来说,也是够用的。就像当年的 3G 一样,同样够用。

有些东西,如果从未存在过,也不会影响当下的生活。如果它一旦存在,就好像原本就应该存在一样理所当然。比如汽车、比如智能手机。而 5G ,很可能就是这样的东西。

5G 到底是什么?今年该买 5G 手机吗?

编辑 / 月岛

撰文 / 月岛

责任编辑 / 恺伦

公众号视觉 / 又耳

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