加餐四 5G技术将如何推动物联网的发展？
你好，我是郭朝斌。
今天我继续给大家讲讲司马特的故事。
这天，通信技术专家Vincent来到司马特的公司做5G技术讲座，司马特非常兴奋。他上次去物联网展会的时候就注意到，很多物联网系统都用到了5G技术，所以他早就想深入地了解一下5G了，这次讲座正好是一个机会。
他早早地就来到了报告厅，此时报告厅里还一个人都没有呢。他选了一个前排的座位坐下，等待的过程中，在电脑上搜索、阅读着5G相关的文章。
讲座快开始了，报告厅里来的人越来越多，已经有6、7成的座位上坐上了人。司马特心想：“看来对5G感兴趣的人真是不少啊！”
专家提前5分钟到了，在讲台上准备着。时间一到，讲座就正式开始了。
演讲笔记
司马特一边听，一边在电脑上记着笔记。
问答交流
讲座结束后，司马特心想，这么难得的学习机会，绝对不能放过，于是趁着专家还没有离场，立即走上前去提问：“Vincent老师，能请教您几个问题吗？”
“叫我Vincent就行。”专家笑着说，“没问题，我还有几分钟时间。”
为什么5G这么热？
司马特说：“谢谢！请问5G现在为什么这么热呢？”其实他心中一直有这个疑问。
Vincent回答道：“要理解这个问题，你就要看4G时代发生了什么。4G出来之前，很多人认为3G已经够用了，手机无非是打电话、发短信和偶尔上网查个网页；但是当4G真正到来的时候，我们的生活方式发生了巨大的变化。
“比如，一系列的创新业务开始出现，移动支付取代了钱包、ATM机，我们用手机叫出租车、导航、骑共享单车，用手机点外卖，用手机看视频、玩游戏。总之，移动互联网改变了生活方式，也创造了很多新产业和新业态。”
“我们看到了通信基础设施发展的具体威力，所以希望5G能够做强做大移动互联网，甚至实现万物互联。技术是推动社会发展的根本，我们期待5G能够创造更大的价值，推动更多产业的发展。”
毫米波是什么？
“我刚才听您讲5G技术创新的时候，提到了一个新的频段，毫米波。请问毫米波到底是什么呢？”司马特接着问。
“毫米波是频率在30GHz到300GHz的电磁波。现在的蜂窝网络频率主要在3GHz以下，虽然这部分频率利用率并不高，但是能分配给5G使用的资源并不多，所以5G技术只能向高频率发展。不过毫米波因为频率高，波长自然就短，这导致穿透障碍物的能力不强。实践中，我们需要使用多天线波束成形技术来实现稳定的信号收发。”Vincent解释道。
为什么要用Polar码？
“您刚才还提到，5G会使用新的调制编码，Polar Code。关于这个编码，您能再多说明一下吗？”司马特问道。
Vincent笑道：“一看你就是个技术控。Polar码的提出充分说明了数学的重要性。之前的Turbo码都没有能达到香农极限，而Polar码基于信道极化的概念，在理论上已经可以达到香农极限，并且它的编解码算法的复杂度并不高。”
SDN和NFV的意义是什么呢？
“嗯，具体算法我回去查一下资料学习一下。”司马特说道：“那么5G网络架构中，SDN和NFV的意义是什么呢？”
Vincent介绍说：“这两个技术其实都来自IT领域，现在用到了通信领域。SDN主要是实现了控制和转发的分离，路由决策等控制功能由独立的控制器来统一处理，网络设备只负责具体的转发工作。这样可以通过编程来灵活定义网络功能。
“NFV是将传统的核心网功能部署到虚拟机上，从而实现硬件资源的高效利用。在5G网络架构中，SDN和NFV是结合起来使用的。这样网络可以根据负载情况灵活调度网络资源，实现网络高峰时的横向、纵向扩展。”
如何思考5G在物联网中的具体应用呢？
“明白了。最后一个问题，5G在物联网中有哪些具体应用呢？”司马特说道。
“你需要结合5G的发展阶段来考虑。从2019年我们国家的5G元年开始，起步阶段主要是eMBB的应用，也就是传统业务和高网络速率的应用，比如高清视频、云游戏。接着是低时延的渐进式发展，这个阶段有工业制造、自动驾驶、远程医疗等场景。最后是基于5G的海量物联网设备的接入和应用。应用场景的创新一定是一个不断探索、验证到正式商用的过程。”Vincent说道。
低头看了一眼手表，Vincent接着说道：“你也可以回头看看4G时代，新应用的诞生过程，这会有启发的。我必须得走了，否则时间来不及了。”
交流完，司马特满意地离开了报告厅，心里想着：“我对5G的理解，终于不是混沌一片了。改天也给小王他们几个科普科普。”。
小结
总而言之，5G是我们非常关注的通信技术，它蕴含着巨大的产业机会。接下来，我对司马特的笔记中的重点内容做一个梳理：
- 5G是物联网发展的重要基础，而物联网也是5G最重要的应用场景。5G的三大应用场景是eMMB超高速率移动带宽，uRLLC超高可靠低时延通信，和mMTC超大数量设备接入通信。其中uRLLC和mMTC都是面向物联网的应用场景。
- 5G的特点主要有高速率、高地域覆盖、高连接数、高移动性、低时延和低功耗，这些也是5G的技术需求。
- 5G的的无线通信技术主要有新型多址技术、新波形技术、大规模天线（Massive MIMO）、新调制编码技术和新频段通信等。
- 5G的网络架构也在创新，包括接入网和核心网的功能融合、软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等。
- 5G的标准化组织，国际上有ITU和3GPP，国内有IMT-2020（5G）推进组。
思考题
最后，我给你留一个思考题吧。
你使用过支持5G通信的手机吗，有什么使用感受呢？你认为随着5G技术的推广，还会有哪些创新应用和产品出现呢？
欢迎你在留言区写一写自己的思考。也欢迎你将这一讲分享给对5G技术感兴趣的朋友，大家一起交流学习。
- 天得一以清 👍（0） 💬（1）
我自己还没使用，但是身边的人已经有的用了，听说耗电高，测了一下速度，跟我的4G也没差多少，跟运营商覆盖有关吧，坐标香港。 有用过华为的MH5000 开发板，目前在物联网还感觉不到有什么应用，等基础设施啥的成熟点再看看吧。
2021-03-19 - Geek_matrix 👍（0） 💬（1）
香农极限我喜欢，大的的数据要好的编码。
2021-01-15 - 林 杰 👍（0） 💬（0）
5G技术具体的使用场景还需要根据市场的发展不断探索
2022-06-30