In 2021, a custruzzione è u sviluppu di a rete 5G globale hà fattu grandi rializazioni.Sicondu i dati publicati da GSA in Aostu, più di 175 operatori in più di 70 paesi è regioni anu lanciatu servizii cummerciale 5G.Ci sò 285 operatori chì investenu in 5G.U ritmu di custruzzione 5G di a Cina hè in prima linea in u mondu.U numaru di stazioni di basa 5G in Cina hà superatu un milione, ghjunghje à un 1159000 stupente, cuntendu più di 70% di u mondu.In altre parolle, per ogni trè stazioni di basa 5G in u mondu, duie sò situate in Cina.
stazione di basa 5G
A migliione cuntinua di l'infrastruttura di rete 5G hà acceleratu l'atterrissimu di 5G in Internet di i cunsumatori è Internet industriale.In particulare in l'industria verticale, ci sò più di 10000 casi di applicazioni 5G in Cina, chì coprenu parechji campi cum'è a fabricazione industriale, l'energia è l'energia, i porti, i minieri, a logistica è u trasportu.
Ùn ci hè dubbitu chì 5G hè diventatu un'arma forte per a trasfurmazioni digitale di l'imprese domestiche è un mutore per u sviluppu di alta qualità di l'ecunumia digitale in tutta a sucità.
Tuttavia, mentre l'applicazioni 5G sò accelerate, truveremu chì a tecnulugia 5G esistente hà cuminciatu à dimustrà un statu di "incompetenza" in certi scenarii di applicazioni industriali speciali.In termini di tariffa, capacità, ritardu è affidabilità, ùn pò micca risponde à u 100% di i requisiti di u scenariu.
Perchè?Hè 5G, chì hè assai aspittatu da e persone, hè sempre difficiule per esse una grande rispunsabilità?
Di sicuru micca.U mutivu principale perchè 5G hè "inadeguatu" hè chì usemu solu "a mità di 5G".
Credu chì parechje persone sanu chì ancu s'ellu u standard 5G hè l'unicu, ci sò duie bande di freccia.Unu hè chjamatu banda sub-6 GHz, è a gamma di freccia hè sottu à 6GHz (accuratu, sottu 7.125Ghz).L'altru hè chjamatu banda d'onda millimetrica, è a gamma di freccia hè sopra à 24GHz.
Comparazione di gamma di duie bande di frequenza
Attualmente, solu 5G di banda sub-6 GHz hè dispunibule cummerciale in Cina, è ùn ci hè micca 5G di banda d'onda millimetrica cummerciale.Dunque, tutta l'energia di 5G ùn hè micca stata liberata cumplettamente.
Vantaghji tecnichi di l'onda millimetrica
Ancu se 5G in banda sub-6 GHz è 5G in banda d'onda millimetrica sò 5G, ci sò grandi differenze in e caratteristiche di rendiment.
Sicondu a cunniscenza in i libri di fisica di a scola media, u più altu hè a freccia di l'onda elettromagnetica wireless, u più corta a lunghezza d'onda, è u peghju a capacità di diffrazione.Inoltre, più alta a frequenza, più grande a perdita di penetrazione.Dunque, a copertura 5G di a banda d'onda millimetrica hè ovviamente più debule di l'antica.Questu hè u mutivu principale perchè ùn ci hè micca un'onda millimetrica cummerciale per a prima volta in Cina, è hè ancu u mutivu per quessa chì a ghjente dumanda l'onda millimetrica.
In fatti, a logica prufonda è a verità di stu prublema ùn sò micca uguali à l'imaginazione di tutti.In altri palori, avemu veramente qualchì preghjudiziu sbagliatu annantu à l'onda millimetrica.
Prima di tuttu, da a perspettiva di a tecnulugia, duvemu avè un cunsensu, vale à dì, sottu à a premessa di nisun cambiamentu rivoluzionariu in a teoria di a cumunicazione di basa esistente, se vulemu ancu migliurà significativamente a tarifa di a rete è a larghezza di banda, pudemu solu fà un prublema nantu à u spettru.
A ricerca di risorse di spettru più riccu da bande di frequenza più altu hè una scelta inevitabbile per u sviluppu di a tecnulugia di cumunicazione mobile.Questu hè veru per l'onda millimetrica avà è i terahertz chì ponu esse aduprati per 6G in u futuru.
Schema schematicu di spettru d'onda millimetrica
Attualmente, a banda sub-6 GHz hà una larghezza di banda massima di 100MHz (ancu 10MHz o 20MHz in certi lochi à l'esteru).Hè troppu difficiule per ottene una tarifa di 5Gbps o ancu 10Gbps.
A banda d'onda millimetrica 5G righjunghji 200mhz-800mhz, chì face assai più faciule per ottene l'ubbiettivi sopra.
Pocu tempu fà, in Aostu 2021, Qualcomm hà unitu cù ZTE per realizà a doppia cunnessione 5G SA (nr-dc) per a prima volta in Cina.Basatu nantu à u canale di trasportatore 200MHz in una banda d'onda millimetrica di 26ghz è una larghezza di banda di 100MHz in una banda di 3.5GHz, Qualcomm hà travagliatu inseme per ottene una velocità di punta di un unicu utente downlink di più di 2.43gbps.
E duie cumpagnie utilizanu ancu a tecnulugia di aggregazione di u trasportatore per ottene una rata di punta di un utilizatore unicu downlink di più di 5 Gbps basatu nantu à quattru canali di trasportatore 200MHz in a banda d'onda millimetrica 26ghz.
In u ghjugnu di questu annu, à a mostra MWC Barcelona, Qualcomm hà realizatu una velocità massima di finu à 10.5Gbps utilizendu Xiaolong X65, aggregazione 8-Channel basata nantu à a banda d'onda millimetrica n261 (larghezza di banda unica portatore di 100MHz) è larghezza di banda 100MHz in banda n77.Questa hè a tarifa di cumunicazione cellulare più veloce in l'industria.
A larghezza di banda di u trasportatore unicu di 100MHz è 200MHz pò ottene stu effettu.In u futuru, basatu annantu à un trasportatore unicu 400MHz è 800MHz, senza dubbitu ghjunghjerà una tarifa chì supera assai 10Gbps!
In più di l'aumentu significativu di a tarifa, un altru vantaghju di l'onda millimetrica hè un ritardu più bassu.
A causa di a spaziatura di u subcarrier, u ritardu di l'onda millimetrica 5G pò esse un quartu di quellu di sub-6ghz.Sicondu a verificazione di prova,
u ritardu di l'interfaccia d'aria di l'onda millimetrica 5G pò esse 1ms, è u ritardu di andata e ritorno pò esse 4ms, chì hè eccellente.
U terzu vantaghju di l'onda millimetrica hè a so piccula dimensione.
A lunghezza d'onda di l'onda millimetrica hè assai corta, cusì a so antenna hè assai corta.In questu modu, u voluminu di l'equipaggiu d'onda millimetrica pò esse più ridutta è hà un più altu gradu di integrazione.A difficultà per i pruduttori di cuncepisce i prudutti hè ridutta, chì hè favurevule à prumove a miniaturizazione di stazioni basi è terminali.
Antenna d'onda millimetrica (particelle gialle sò oscillatori d'antenna)
Arrays d'antenne più densi di grande scala è più oscillatori d'antenna sò ancu assai benefizii per l'applicazione di beamforming.U fasciu di l'antenna d'onda millimetrica pò ghjucà più luntanu è hà una capacità anti-interferenza più forte, chì aiuta à cumpensà u svantaghju di a cobertura.
U più oscillatori, u più strettu u fasciu è più a distanza
U quartu vantaghju di l'onda millimetrica hè a so capacità di posizionamentu d'alta precisione.
A capacità di posizionamentu di u sistema wireless hè strettamente ligata à a so lunghezza d'onda.Più corta hè a lunghezza d'onda, più alta hè a precisione di posizionamentu.
U posizionamentu di l'onda millimetrica pò esse precisa à u livellu centimetru o ancu più bassu.Hè per quessa chì parechje vitture usanu avà radar d'onda millimetrica.
Dopu avè dettu i vantaghji di l'onda millimetrica, andemu in daretu è parlemu di i disadvantages di l'onda millimetrica.
Ogni tecnulugia (di cumunicazione) hà i so vantaghji è svantaghji.U svantaghju di l'onda millimetrica hè chì hà una penetrazione debule è una cobertura corta.
Precedentemente, avemu citatu chì l'onda millimetrica pò rinfurzà a distanza di copertura per rinfurzà a forma di fasciu.In altri palori, l'energia di un gran numaru di antenne hè cuncentrata in una certa direzzione, per rinfurzà u signale in una direzzione specifica.
Avà l'onda millimetrica adotta un'antenna di matrice direzionale di altu guadagnu per scuntrà a sfida di a mobilità attraversu a tecnulugia multi-fasci.Sicondu i risultati pratichi, u beamforming analogicu chì sustene u fasciu strettu pò superà efficacemente a perdita significativa di u percorsu in a banda di frequenza sopra 24GHz.
Array d'antenna direzionale di altu guadagnu
In più di u beamforming, l'onda millimetrica multi fasciu pò ancu realizà megliu a commutazione di u fasciu, a guida di u fasciu è u seguimentu di u fasciu.
U cambiamentu di fasciu significa chì u terminal pò selezziunà i fasci candidati più adatti per un cambiamentu raghjone in un ambiente chì cambia continuamente per ottene un effettu di signale megliu.
A guida di fasciu significa chì u terminal pò cambià a direzzione di u fasciu uplink per currisponde à a direzzione di u fasciu incidente da gnodeb.
U seguimentu di u fasciu significa chì u terminal pò distingue diversi fasci da gnodeb.U fasciu pò spustà cù u muvimentu di u terminal, per ottene un forte guadagnu di l'antenna.
A capacità di gestione di u fasciu rinfurzata di l'onda millimetrica pò migliurà efficacemente l'affidabilità di u signale è ottene un guadagnu di signale più forte.
L'onda millimetrica pò ancu aduttà a diversità di caminu per trattà u prublema di bloccu attraversu a diversità verticale è a diversità horizontale.
Dimustrazione di l'effettu di simulazione di a diversità di caminu
Da u latu di u terminal, a diversità di l'antenna di u terminal pò ancu migliurà l'affidabilità di u signale, alleviate u prublema di bloccu di a manu, è riduce l'impattu causatu da l'orientazione aleatoria di l'utilizatore.
Dimustrazione di l'effettu di simulazione di a diversità di u terminal
Per riassume, cù u studiu approfonditu di a tecnulugia di riflessione di l'onda millimetrica è a diversità di caminu, a cobertura di l'onda millimetrica hè stata assai migliurata è a trasmissione senza linea di vista (NLOS) hè stata realizata per mezu di una tecnulugia multi fasciu più avanzata.In termini di tecnulugia, l'onda millimetrica hà risoltu u collu di bottiglia precedente è diventa più maturu, chì pò risponde cumplettamente à a dumanda cummerciale.
In quantu à a catena industriale, 5GL'onda millimetrica hè ancu assai più matura di ciò chì pensate.
U mese passatu, Fuchang Li, direttore di u centru di ricerca di tecnulugia wireless di China Unicom Research Institute, hà fattu chjaru chì "attualmente, a capacità di a catena di l'industria di l'onda millimetrica hè diventata matura".
À a mostra MWC Shanghai à u principiu di l'annu, l'operatori domestici anu dettu ancu: "Cù u sustegnu di u spettru, i normi è l'industria, l'onda millimetrica hà fattu un prugressu di cummercializazione pusitivu. Da 2022, 5GL'onda millimetrica averà una capacità cummerciale à grande scala ".
Presentata l'applicazione di onde millimetriche
Dopu avè finitu i vantaghji tecnichi di l'onda millimetrica, fighjemu un ochju à i so scenarii d'applicazione specifichi.
Comu tutti sapemu, u più impurtante per aduprà a tecnulugia hè di "sviluppà i punti di forza è evità i punti debuli".In altri palori, una tecnulugia deve esse usata in u scenariu chì pò dà un ghjocu cumpletu à i so vantaghji.
I vantaghji di l'onda millimetrica 5G sò a tarifa, a capacità è u ritardu di tempu.Per quessa, hè più adattatu per l'aeroporti, stazioni, teatri, gymnasiums è altri lochi densamente populati, è ancu scene di l'industria verticale chì sò assai sensibili à u ritardu di u tempu, cum'è a fabricazione industriale, u cuntrollu remoto, l'Internet di i veiculi è cusì.
In termini di campi d'applicazione specifichi, a realtà virtuale, l'accessu à alta velocità, l'automatizazione industriale, a salute medica, u trasportu intelligente, ecc.
Per u cunsumu di Internet.
Per l'utilizatori individuali ordinali, a più grande dumanda di larghezza di banda vene da u video è a più grande dumanda di ritardu vene da i ghjochi.A Tecnulugia VR / AR (realtà virtuale / realtà aumentata) hà duppiu esigenze per larghezza di banda è ritardu.
A tecnulugia VR / AR si sviluppa rapidamente, cumpresu u metauniversu assai caldu di pocu tempu, chì hè ancu strettamente ligatu à elli.
Per ottene una sperienza immersiva perfetta è eliminà completamente i vertigini, a risoluzione video di VR deve esse sopra 8K (ancu 16K è 32K), è u ritardu deve esse in 7ms.Ùn ci hè dubbitu chì l'onda millimetrica 5G hè a tecnulugia di trasmissione wireless più adatta.
Qualcomm è Ericsson anu realizatu test XR basatu annantu à l'onda millimetrica 5G, purtendu 90 frames per seconda è 2K à ogni utilizatore × sperienza XR cù risoluzione 2K, cù un ritardu di menu di 20ms, è un throughput mediu downlink di più di 50Mbps.
I risultati di a prova mostranu chì solu un gnodeb cù una larghezza di banda di u sistema di 100MHz pò sustene l'accessu 5G di sei utilizatori XR à u stessu tempu.Cù u sustegnu di e funzioni 5G in u futuru, hè più promettente per sustene l'accessu simultaneo di più di 12 utilizatori.
Test XR
Un altru scenariu d'applicazione impurtante di a superficia d'onda millimetrica 5G à l'utilizatori di i cunsumatori C-end hè a trasmissione in diretta di avvenimenti sportivi à grande scala.
In ferraghju 2021, a finale di a stagione di football americanu "super bowl" hè stata tenuta à u Raymond James Stadium.
Cù l'aiutu di Qualcomm, Verizon, un operatore americanu ben cunnisciutu, hà custruitu u stadiu in u stadiu Internet più veloce in u mondu utilizendu a tecnulugia d'onda millimetrica 5G.
Duranti a cumpetizione, a rete d'onda millimetrica 5G hà purtatu più di 4.5tb di u trafficu tutale.In certi scenarii, a tarifa di punta era alta quant'è 3gbps, circa 20 volte quella di 4G LTE.
In termini di velocità di uplink, stu super bowl hè u primu avvenimentu impurtante in u mondu chì utilizeghja a trasmissione di uplink d'onda millimetrica 5G.A struttura di u quadru d'onda millimetrica hè flessibile, è u rapportu di frame uplink è downlink pò esse aghjustatu per ottene una larghezza di banda uplink più alta.
Sicondu i dati di u campu, ancu à l'ora di punta, l'onda millimetrica 5G hè più di 50% più veloce di 4G LTE.Cù l'aiutu di una forte capacità di uplink, i fanni ponu carricà e foto è video per sparte i meravigliosi mumenti di u ghjocu.
Verizon hà ancu creatu una applicazione per supportà i fan à fighjulà 7 canali streaming HD live games à u stessu tempu, è 7 camere presentanu i ghjochi da diverse anguli.
In u 2022, i 24i Ghjochi Olimpichi Invernali seranu aperti in Pechino.À quellu tempu, ùn ci sarà micca solu l'accessu è a dumanda di trafficu purtata da i telefunini mobili di l'audienza, ma ancu a dumanda di dati di ritornu purtata da a trasmissione media.In particulare, u signale video 4K HD multicanale è u segnu video di a camera panoramica (usatu per a visualizazione VR) ponenu una sfida severa à a larghezza di banda uplink di a rete di cumunicazione mobile.
In risposta à queste sfide, China Unicom pensa à risponde attivamente cù a tecnulugia d'onda millimetrica 5G.
In maghju di questu annu, ZTE, China Unicom è Qualcomm anu realizatu una prova.Utilizendu l'onda millimetrica 5G + una grande struttura di frame uplink, u cuntenutu video 8K raccoltu in tempu reale pò esse trasmessu in modu stabile, è infine ricivutu cù successu è riprodottu à a fine di ricezione.
Fighjemu un ochju à u scenariu di l'applicazione di l'industria verticale.
L'onda millimetrica 5G hà una prospettiva di applicazione più larga in tob.
Prima di tuttu, VR / AR menzionatu sopra pò ancu esse usatu in l'industria di u tob.
Per esempiu, l'ingegneri ponu fà l'ispezione remota di l'equipaggiu in diversi lochi attraversu AR, furnisce una guida remota à l'ingegneri in diversi posti, è cunduce l'accettazione remota di merchenzie in diversi lochi.Durante u periodu epidemicu, queste applicazioni ponu aiutà l'imprese à risolve i prublemi pratichi è riduce assai i costi.
Fighjate l'applicazione di ritornu di video.Avà parechje linee di produzzione in fabbrica anu stallatu un gran numaru di camere, cumprese alcune camere d'alta definizione per l'ispezione di qualità.Queste camere piglianu un gran numaru di stampi di produttu d'alta definizione per l'analisi di difetti.
Per esempiu, COMAC rializeghja l'analisi di crack di metalli nantu à i giunti di saldatura di u produttu è e superfici sprayed in questu modu.Dopu chì e foto sò pigliate, anu da esse caricate in a nuvola o in a piattaforma di computing edge MEC, cù una velocità di uplink di 700-800mbps.Adopta una struttura di frame uplink di grande onda millimetrica 5G, chì pò esse facilmente gestita.
Un'altra scena strettamente ligata à a tecnulugia d'onda millimetrica 5G hè u veiculu senza pilota AGV.
L'onda millimetrica 5G supporta l'operazione AGV
AGV hè in realtà una scena di guida senza pilota miniaturizzata.U posizionamentu, a navigazione, a pianificazione è l'evitazione di l'ostaculi di AGV anu esigenze elevate per ritardu è affidabilità di a rete, è ancu esigenze elevate per una capacità di posizionamentu precisa.Un gran numaru d'aghjurnamenti di carte in tempu reale di AGV anu ancu presentatu esigenze per a larghezza di banda di a rete.
L'onda millimetrica 5G pò risponde cumplettamente à i requisiti sopra citati di scenarii d'applicazione AGV.
In ghjennaghju 2020, Ericsson è Audi anu pruvatu cù successu a funzione urllc 5G è l'applicazione pratica di automatizazione industriale basata nantu à l'onda millimetrica 5G in u laboratoriu di fabbrica in Kista, Svezia.
Frà elli, anu custruitu inseme una unità robotica, chì hè cunnessa da l'onda millimetrica 5G.
Cum'è mostra in a figura sopra, quandu u bracciu robot face u volante, a cortina laser pò prutege u latu di apertura di l'unità robot.Se i travagliadori di a fabbrica ghjunghjenu, basatu annantu à l'alta affidabilità di 5G urllc, u robot cesserà di travaglià immediatamente per evità ferite à i travagliadori.
Questa risposta immediata per assicurà a fiducia hè impussibile in u Wi Fi tradiziunale o 4G.
L'esempiu sopra hè solu una parte di u scenariu di l'applicazione di l'onda millimetrica 5G.In più di l'Internet industriale, l'onda millimetrica 5G hè forte in a chirurgia remota in a medicina intelligente è senza cunduttore in l'Internet di i veiculi.
Cum'è una tecnulugia avanzata cù assai vantaghji, cum'è una tarifa alta, una grande capacità, un ritardu di pocu tempu, una alta affidabilità è una alta precisione di posizionamentu, l'onda millimetrica 5G hà attiratu una grande attenzione da tutti i campi di a vita.
Cunclusioni
U 21u seculu hè un seculu di dati.
U grande valore cummerciale cuntenutu in i dati hè statu ricunnisciutu da u mondu.Oghje, quasi tutti l'industrii cercanu a relazione trà elli è i dati è participanu à a minera di valore di dati.
Tecnulugie di cunnessione rapprisentate da 5Gè i tecnulugii di l'informatica rapprisintati da l'informatica in nuvola, i big data è l'intelligenza artificiale sò strumenti indispensabili per u valore di dati minieri.
Fà l'usu pienu di 5G, in particulare in a banda d'onda millimetrica, equivale à maestru di una "chiave d'oru" di trasfurmazioni digitale, chì ùn pò micca solu rializà u saltu di l'innuvazione di a produtividade, ma ancu esse invincibile in a feroce cumpetizione in u futuru.
In una parolla, a tecnulugia è l'industria di 5Gl'onda millimetrica hè pienamente maturata.Cù l'applicazione di5Gindustria entrata à pocu à pocu in l'area di l'acqua prufonda, duvemu intensificà u sbarcu cummerciale domesticu di5Gonda millimetrica è rializà u sviluppu coordinatu di sub-6 è onda millimetrica.
Tempu di Postu: Dec-14-2021
