No “barrer” 5G

En enero de 2019, el fundador y CEO de Huawei, Ren Zhengfei, dijo en una entrevista con los medios de comunicación:

“5G es en realidad exagerado su rol, y más personas han exagerado los logros de la compañía Huawei … De hecho, la sociedad humana no tiene una necesidad tan urgente de 5G … No imagina 5G como una ola, la marea está llegando Ahora, la riqueza se acerca, cógela rápidamente y no la obtengas. El desarrollo de 5G debe ser lento “.

Hace algún tiempo, “5G” era el “querido” del campo de la opinión pública, y se convirtió en una imagen omnipotente de “salvador”. Parece que el futuro liderado por 5G está al alcance, muchas personas son muy optimistas sobre el desarrollo 5G de China. Opiniones como “China es un líder 5G” y “China domina la era 5G” se han extendido ampliamente.

Y las palabras de Ren Zhengfei hacen que la gente tenga que reflexionar: ¿5G se ve muy bien?

Al mismo tiempo, también vimos que los operadores de EE. UU. No están alterados por el 5G. El equipo del presidente de Estados Unidos, Trump, incluso consideró que el gobierno sería el líder en la construcción de la red de 5G, mientras que los operadores chinos no parecían mostrar el gran interés que la gente imaginaba. .

Roscado y pelado, para 5G, la vista no puede fluir en la superficie.

¿Cuál es el nivel de desarrollo de la tecnología 5G? ¿Cuál es el efecto comercial real? ¿Las personas tienen una necesidad urgente de 5G? ¿Es la fuerza y ​​el estatus de China en el campo 5G realmente “líder”?

La tecnología 5G no es tan “mágica”
Las tecnologías clave de 5G incluyen principalmente modulación, codificación, acceso múltiple, redes y múltiples antenas, muchas de las cuales son tecnologías antiguas y algunas nuevas tecnologías son inmaduras, no están disponibles o tienen una ganancia de transmisión limitada.

Mirando primero la codificación, el LDPC y Polar, que son de venta en caliente, no son obvios sobre la mejora de la eficiencia del sistema. Según los analistas de la industria, su principal importancia es alcanzar un límite teórico, y la importancia de la mejora de la eficiencia práctica es limitada.

En cuanto al acceso múltiple, el acceso múltiple es el campo de la tecnología central de las comunicaciones móviles. Las comunicaciones móviles de primera a cuarta generación (es decir, 1G a 4G) utilizan las tecnologías FDMA, TDMA, CDMA y OFDM respectivamente. La visión general de la tecnología de acceso múltiple 5G ahora es NOMA (acceso múltiple no ortogonal).

Según los expertos de la industria: NTOMA Docomo defendió por primera vez a NOMA en septiembre de 2014. La idea es que diferentes usuarios en el extremo de transmisión asignen recursos de comunicación no ortogonales. En el esquema ortogonal, si un recurso se distribuye uniformemente a N usuarios, cada usuario solo puede asignar recursos 1 / N debido a restricciones de ortogonalidad. NOMA se deshace de la limitación ortogonal y los recursos asignados por cada usuario pueden ser mayores que 1 / N. En el caso extremo, cada usuario puede ser asignado a todos los recursos para lograr el intercambio de recursos para múltiples usuarios.

Aunque el ideal está completo, matemáticamente probado, la ganancia de eficiencia espectral de la ruta NOMA es estrictamente cero.

Limitada

La actualización de la tecnología 5G no es tan mágica como la leyenda. En la actualidad, muchas tecnologías nuevas tienen ganancias limitadas o no son lo suficientemente maduras como para ser prácticas.

Mira la tecnología de múltiples antenas. 5G promueve la tecnología de Mass-MIMO. MIMO (tecnología de múltiples antenas) es un tema candente en los últimos 20 años y, de hecho, es una dirección para mejorar las capacidades de comunicación. Sin embargo, a través de años de investigación, todavía es difícil lograr una conversión práctica del laboratorio al mercado, al no lograr aplicaciones comerciales.

La demanda de comunicación del área de ultra alta densidad del flujo humano es una dirección de aplicación potencial de 5G.

En cuanto a las razones, no es difícil de entender. Según analistas de la industria, la tecnología de múltiples antenas originalmente provenía del campo del radar militar, pero cuando fue transferida para uso civil, enfrentó un entorno con un terreno complejo completamente diferente al cielo. Es difícil controlar los costos y convertirse en la puerta de la vida de su transformación comercial.

En lo que respecta a las redes, CoMP es casi cero ganancia en comparación con el SFR / MLSFR de la era 4G, e incluso se puede decir que es una ganancia negativa.

Permítanme hablar sobre el dúplex de división de tiempo (TDD) que se calentó hace algún tiempo. Hay un artículo que dice que “la tecnología 5G en el mundo de hoy es la tecnología TDD”. Cabe señalar que en el plano de 5G, no es dúplex por división de tiempo, sino dúplex completo.

En la era 4G, TDD-LTE adopta la dúplex por división de tiempo y FDD-LTE adopta la dúplex por división de frecuencia. El dúplex completo integra las ventajas de la dúplex por división de tiempo y la dúplex por división de frecuencia para lograr la pata de pez y oso.

TDD significa que se utiliza el mismo canal para la transmisión de enlace ascendente y descendente. La principal ventaja es que no hay interferencia entre el transceptor y el canal de enlace ascendente y el conmutador de enlace descendente. El FDD utiliza dos canales independientes para transmitir datos al mismo tiempo. .

Sin embargo, el dúplex completo también permanece en el laboratorio y no es comercialmente viable. Por lo tanto, solo es posible aprovechar la tecnología antigua: división por tiempo o dúplex por división de frecuencia, y no puede lograr un avance sustancial.

Por lo tanto, en estas tecnologías clave, la llamada actualización de la tecnología 5G no es tan mágica como la leyenda. Muchas tecnologías nuevas tienen una ganancia limitada o no son lo suficientemente maduras como para ser prácticas.

Es por esta razón que algunas personas llaman a la 5G actual un concepto comercial en lugar de una iteración técnica, que se llama 4.9G. Todavía estamos lejos del verdadero “5G”.

Los operadores no son muy entusiastas
Dijo que estas mejoras son limitadas e inmaduras, pero la velocidad de 5G es realmente “visible a simple vista”, ¿cómo se hace esto?

De hecho, el método es bastante “simple y grosero”, es decir, para adoptar los medios de expandir la banda de frecuencia ocupada, aumentar la densidad de la estación base de inversión y mejorar la velocidad de procesamiento de datos del chip.

En términos de recursos de espectro, 5G está listo para usar un ancho de banda de aproximadamente 1 G. Debe saberse que GSM (la red 2G de China Mobile) tiene un ancho de banda de 5M para todo el móvil, 3G es de 20M de ancho de banda y 4G es de 60M de ancho de banda.

En la prueba extrema anterior de Ericsson, la velocidad de la red fue asombrosa, midiendo hasta 20 Gbps de velocidad de transmisión de datos, pero utilizando un ancho de banda de 800M.

Por lo tanto, independientemente de los detalles, no es muy significativo observar la velocidad de la red. La alta velocidad de la condición 5G actual se debe en gran parte al gran espectro de ancho de banda.

El problema viene. El espectro de puntos de baja frecuencia es muy valioso y es demasiado extravagante para asignar directamente un ancho de banda de 800M. En países extranjeros, esta frecuencia de oro se denomina precio elevado, y los operadores deben pensar dos veces antes de hacer esto.

Entonces, si desea implementar 5G ahora, debe usar alta frecuencia.

Sin embargo, la cobertura de alta frecuencia es pobre. Los recursos espectrales de baja frecuencia (banda de frecuencia utilizada por 2G) pueden cubrir varios kilómetros cuadrados, mientras que los recursos espectrales de frecuencias altas (como la banda de frecuencia utilizada por WiFi) generalmente no exceden una sala de 20 metros cuadrados. En otras palabras, construir una estación base con una frecuencia dorada puede cubrir N estaciones base con alta frecuencia.

De hecho, el espectro US 5G se elige para frecuencias altas.

El 15 de noviembre de 2018, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU. Realizó la primera subasta de espectro 5G de EE. UU. Para abrir la subasta de espectro 5G de onda milimétrica de 28GHz (banda de frecuencia de 27.5-28.35GHz, 850MHz total). Anteriormente, la prueba de Ericsson también abrió un ancho de 800M antes y después del punto de 15 GHz. Estos recursos de banda superan la suma de las bandas de frecuencia que se han utilizado en las comunicaciones inalámbricas en el pasado; por supuesto, en el pasado en las bandas de baja y media frecuencia, y 5G solo puede usar las bandas de alta frecuencia.

Ahora 5G usa una ruta de desarrollo de pequeñas estaciones base de onda milimétrica de alta frecuencia, lo que hará que la estructura de cobertura final sea muy “compartida”. De acuerdo con el estándar actual de velocidad de transmisión, 5G debe cubrir el área de cobertura 4G actual del mundo. El número de estaciones base es al menos 5 veces mayor que el de 4G, es decir, de 15 a 20 millones de estaciones base 5G.

Este costo de construcción puede ser imaginado. Esto también explica por qué los operadores saben que 5G es una “cosa buena”, pero no tan entusiasta como todos piensan.

Todavía no hay una aplicación “asesina”
El desarrollo del campo de la comunicación debe considerar completamente la demanda del usuario para aplicaciones técnicas.

Hay un dicho que dice que 5G se usa principalmente para personas, pero para “objetos”, lo que significa que 5G superará ampliamente el alcance de la red de comunicación pública en la historia de la comunicación inalámbrica en los últimos 20 años.

De hecho, la línea principal actual de promoción global de 5G, es decir, “todo está conectado” o “conexión de objeto”.

Sin embargo, aquí hay un problema. En la actualidad, muchos escenarios de la llamada conexión de objetos no requieren 5G, o no dependen de la comunicación inalámbrica pública.

Aunque muchos medios han “incluido” el Internet de las cosas y 5G en sus informes. Pero, de hecho, el Internet de las cosas no se basa únicamente en las aplicaciones 5G. Debido a que la Internet de las cosas existente tiene como objetivo principal una larga vida útil, configurar un nodo de IoT, ciertamente no desea reemplazarlo una vez en 1-2 días, y un gran número de aplicaciones son conexiones de comunicación de datos pequeños de baja velocidad, en algunos casos con 2G 3G y 4G también son alcanzables.

Tomemos el ejemplo de theofo bicycle smart lock, la aplicación de Internet de las cosas más grande del mundo. El NB-IoT utilizado por él es en realidad una versión simplificada y una versión reducida de 4G desarrollada conjuntamente por Huawei y China Telecom Beijing, y solo requiere una pequeña capacidad de comunicación.

Tabla corta

El dispositivo central aún está sujeto a las personas, y una vez que el dispositivo central se atasca, se encontrará con contratiempos y dificultades.

Y otra dirección de aplicación popular: sin conductor, sin mencionar si la tecnología no tripulada en sí misma es madura, incluso si el automóvil no tripulado fabricado por Google es también un “terminal gordo” no tripulado, recibe señales y hace El proceso de reacción se coloca en el coche. El enlace entre 5G y la conducción sin conductor es el modo “terminal delgada”. La decisión se toma en un servidor “remoto”. Sin tener en cuenta la seguridad de la comunicación, este tipo de práctica tiene peligros ocultos.

En la actualidad, la demanda de comunicación del área de flujo de personas de densidad ultraalta es una dirección de aplicación potencial de 5G. Anteriormente, durante la Semana Dorada del 11, debido a la excesiva concentración de turistas, la situación de la red 4G cerca del lago Hangzhou West fue causada directamente. Para hacer frente a situaciones similares, China Mobile comenzó a impulsar las redes densas de estaciones base 4G. Si el rendimiento del costo de la red 5G puede ser mejor que el de la estación base 4G (por supuesto, ahora es bastante difícil controlar el costo de 5G en este aspecto), esto puede convertirse en una buena dirección de aplicación para el 5G actual.

Por lo tanto, la aplicación 5G “killer” actual todavía está debajo de la superficie del agua, y es necesario dar tiempo para explorar.

La red requiere 4G + 5G
La velocidad de transmisión de WiFi es tan alta (muy superior a la velocidad reclamada por 5G), pero los operadores de telecomunicaciones inalámbricas aún pueden sobrevivir, ¿por qué?

Debido a que los usuarios solo necesitan una red que esté cubierta universalmente (en cualquier momento se puede acceder en cualquier momento), en comparación, no se requieren velocidades de red ultra altas.

En el caso de abandonar el WiFi, el usuario también debe tener una red de comunicación. En otras palabras, en cualquier rincón de la vida, las conexiones de información pueden mantenerse, porque en el momento más crítico, esta conexión de información puede salvar vidas.

Pero el WiFi o el WiMax preexistente no pueden hacer esto, solo puede cubrir un área pequeña, o tratar de cubrir toda la ciudad, pero el efecto está plagado de agujeros. WiMax también fue derrotado por LTE, y el canadiense Nortel y Motorola, que causaron la apuesta de WiMax, quebraron.

Sin embargo, de acuerdo con la dirección de desarrollo actual de las estaciones base pequeñas de onda milimétrica 5G, el objetivo principal es la tasa de transmisión. La razón, como dijimos anteriormente, 5G necesita construir varias veces la estación base de 4G para ser extremadamente costosa con sus estándares de publicidad actuales.

Por lo tanto, si no existe un modelo de negocio efectivo y el operador no tiene la capacidad de construir una red 5G con cobertura universal, esto se desvía de las necesidades inmediatas del usuario.

En resumen, la construcción de una red 5G que cubra todo el país no es realista e innecesaria. Entonces, ¿se puede implementar la red 5G?

Este no es el caso.

Técnicamente, 4G y 2G son dos tecnologías muy exitosas, y la situación de 5G es algo similar a 3G. Al igual que el modo de red de 2G + 3G en el pasado, un modo de red similar se puede adoptar en el futuro 5G.

Dado que es improbable que 5G forme una red de comunicaciones con cobertura universal, 4G debe usarse para completar la cobertura de área amplia. De hecho, 3GPP ha creado una “estación base 4G como la estación base principal + 5G como complemento” en modo de red, que consiste en completar la cobertura de área amplia con la estación base 4G, 5G incorporada en áreas urbanas densas. Este es en realidad el método de red principal elegido por los operadores extranjeros.

De esta manera, el alto costo de construcción de la estación base 5G puede reducirse considerablemente, y la velocidad de la red en el área densamente poblada puede mejorarse.

El 22 de enero de 2019, se llevó a cabo la “Actividad de lanzamiento de la carretera de prueba del vehículo en red inteligente Jinan 5G Communication” en la primera carretera de prueba del vehículo en red inteligente en la provincia de Shandong.

El avance de la innovación teórica es crucial
La mejora de la capacidad de transmisión de 1G a 4G tiene factores de mejora de la eficiencia del sistema y factores de “apilamiento de violencia”, que dependen del consumo de recursos del espectro, utilizan chips más potentes y una inversión de alto valor para construir estaciones base.

El nivel de “mejora vigorosa” ya ha sido explicado.

A nivel de eficiencia del sistema, 1G a 2G ha mejorado mucho, pero la mejora de 3G es mucho menor. Cuando Qualcomm se dio a conocer, CDMA aumentará la ganancia 18 veces, y luego descubrirá que no es tan alta, pero también creemos que CDMA puede ser de 5 a 6 veces mayor que la TDMA, y finalmente encontramos que esta ganancia es solo un 10% mayor.

De hecho, la situación de 5G es más extrema: en comparación con las actualizaciones anteriores de la tecnología de comunicación, la mejora de la eficiencia del sistema no es significativa, ya que se basa principalmente en el apilamiento violento para mejorar el rendimiento.

Incluso si la actualización 3G tiene un componente “soplado”, CDMA tiene una mejora del 10% sobre TDMA. En la era 4G, también hay mejoras importantes, como SFR, OFDM y Alamouti, entre las cuales SFR es también una tecnología original de los ingenieros chinos.

SFR, Reutilización de frecuencia suave (SFR), se cambió a un nombre llamado ICIC (Coordinación de interferencia entre células) por parte de extranjeros. La traducción es la coordinación de la interacción entre células (estaciones base). La reutilización de frecuencias suaves se ha convertido en un área nueva y grande de comunicación inalámbrica en los últimos 10 años. Ahora los operadores tienen funciones de interfaz ICIC.

El rendimiento del SFR es de hasta el 100% en condiciones de laboratorio. Incluso en condiciones comerciales, la mejora del rendimiento inicial es del 10%, lo que equivale a la mejora de la eficiencia de TDMA a CDMA. La profundización adicional del MLSFR se puede aumentar en un 30%.

En contraste, dado que 4G ha utilizado completamente las reservas técnicas de las últimas décadas, se ha acercado al techo de la teoría existente en muchos aspectos, y el 5G actual tiene un espacio limitado para mejorar la eficiencia del sistema.

Si desea romper la situación actual, necesita menos cadenas de negocios, calmarse y hacer avances teóricos.

China es un participante importante
En la actualidad, 5G tiene un cierto riesgo de “deificación” en la promoción de los medios y la operación comercial, y a menudo hay una sensación de “5G segundos y segundos”; otros medios afirman que 5G es el principal estándar de China o 5G es China. Gran innovación. De hecho, esto no es objetivo.

Después de la era 3G, los proveedores de comunicaciones globales tienen una ambición persistente para Qualcomm. Por lo tanto, en la configuración estándar posterior, todos están jugando un equilibrio, y nunca dejen que ninguna empresa o país sea uno grande. En lo que respecta a la formulación de estándares 5G, China es, por supuesto, un participante importante, pero está lejos de ser “dominante”.

Algunas personas utilizarán la cantidad de patentes en China para decir las cosas, pero de hecho, la cantidad de oro en las patentes estándar de comunicación varía enormemente. Al menos, en la era 5G, no nos dimos cuenta de la capacidad de Qualcomm para imponer un “impuesto de paso alto” a nivel mundial con sus patentes principales en la era 3G, e incluso todavía debemos soportar el “impuesto de paso alto”. Esto también muestra por el lado que el número de patentes aún no ha traído a China una posición dominante de 5G.

La ventaja de China en la industria de las comunicaciones es una poderosa fuerza ejecutiva nacional para la toma de decisiones, capaz de concentrarse, tiene tres operadores principales que pueden lograr empresas estatales de “aldea a aldea”, así como una serie de excelentes equipos de comunicación, fábrica de máquinas y terminal Fábrica de máquinas.

Pero la tabla corta también es muy obvia, es decir, el dispositivo central todavía está sujeto a las personas. Una vez que el dispositivo central está atascado, toda la industria de la comunicación encontrará grandes contratiempos y dificultades.

Por lo tanto, en este momento, es un poco demasiado optimista de que “China lidera 5G” y “5G de China tiene la mayor fortaleza integral”. Estamos en el camino a seguir, pero el camino es largo y el camino es incesante, por lo que podemos realmente realizar nuestra visión.

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