新的第五代（5G）無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施不僅為新應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)，而且還將極大地改善當(dāng)今針對(duì)4G和更早世代無(wú)線技術(shù)而存在的應(yīng)用。借助5G網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)性能，通信將更加快速，并且隨著延遲顯著降低，無(wú)線通信的交互性也將得到改善。這對(duì)于消費(fèi)者體驗(yàn)以及機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）通信大有裨益。

5G將包括三類服務(wù)，它們都通過(guò)單一移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供：

增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB）：人類訪問(wèn)的內(nèi)容和服務(wù)

大規(guī)模機(jī)器類通信（mMTC）：對(duì)服務(wù)水平要求較寬松的低功率設(shè)備之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換

超可靠低延遲通信（URLLC）：對(duì)服務(wù)水平要求較嚴(yán)格的設(shè)備之間進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換

本文將探討5G帶來(lái)的增強(qiáng)如何改善現(xiàn)有應(yīng)用，并為更多創(chuàng)新應(yīng)用構(gòu)建起平臺(tái)。

5G無(wú)線與應(yīng)用

5G通信是一種設(shè)備間通信手段，更是一種改進(jìn)現(xiàn)有應(yīng)用的真正的使能技術(shù)。讓我們來(lái)探索一下5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用和新興應(yīng)用的意義。

互聯(lián)網(wǎng)使能

5G網(wǎng)絡(luò)最早也是最大規(guī)模的實(shí)施將專注于為智能手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)設(shè)備帶來(lái)互聯(lián)網(wǎng)連接，但憑借其高速、低延遲無(wú)線連接的能力，5G還將作為家居（固定無(wú)線訪問(wèn)）的互聯(lián)網(wǎng)接入通道出現(xiàn)在消費(fèi)者眼前。波束成形（將信號(hào)聚焦成束，指向用戶而不是向所有方向廣播）等技術(shù)將改善用戶信號(hào)的完整性，同時(shí)盡可能減少對(duì)其他用戶的信號(hào)干擾。

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

在虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）中，頭戴式設(shè)備構(gòu)建了用戶可以與之交互的合成（由計(jì)算機(jī)生成）世界。VR頭戴式設(shè)備具有實(shí)時(shí)頭部追蹤功能，可以根據(jù)用戶的控制來(lái)改變對(duì)這個(gè)世界的視角。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）并不構(gòu)造合成世界，而是通過(guò)頭戴式設(shè)備或智能手機(jī)將合成的物體疊加到用戶所見(jiàn)的真實(shí)世界中。

這兩種技術(shù)都將受益于5G網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)的能力：5G的速度將會(huì)支持在遠(yuǎn)程云構(gòu)建合成世界并傳輸（稱為“云渲染”）到VR設(shè)備。借助5G低延遲通信，頭部運(yùn)動(dòng)可以迅速得到響應(yīng)，因而只需渲染用戶當(dāng)前的世界視野所需的內(nèi)容。

物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是指與日常物品（例如洗碗機(jī)、門(mén)鈴）的互聯(lián)網(wǎng)連接。5G可提供的速度和容量將促使新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，但這要等到成本降低后才能實(shí)現(xiàn)。這種擴(kuò)張?jiān)谝欢ǔ潭壬暇売?G網(wǎng)絡(luò)能夠連接到小范圍內(nèi)的大量設(shè)備（例如：一平方米區(qū)域內(nèi)的一百萬(wàn)個(gè)端點(diǎn)設(shè)備）。5G可以支持與區(qū)域中大量設(shè)備通信的一種方式是通過(guò)所謂的多輸入多輸出（MIMO）。MIMO可能涉及增加基站的天線數(shù)量以擴(kuò)展其網(wǎng)絡(luò)容量；它也可以指使用多徑傳播在同一無(wú)線電信道上發(fā)送和接收多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)。不管是哪種情況，這都意味著無(wú)需額外的無(wú)線電頻譜便能與更多設(shè)備進(jìn)行通信的更強(qiáng)大能力。

自動(dòng)駕駛汽車

自動(dòng)駕駛汽車（AV）是無(wú)需人類參與即可巡航的汽車，例如無(wú)人駕駛汽車。當(dāng)今的AV還只能在沒(méi)有5G無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的情況下工作，但是借助速度更快、延遲更低的5G通信，新興AV技術(shù)將有能力提供新的服務(wù)。這種改進(jìn)的通信可以為司機(jī)和乘客提供一系列服務(wù)，包括娛樂(lè)（如視頻、音樂(lè)）和寬帶訪問(wèn)。通過(guò)集成的事故或交通擁堵情況更新，司機(jī)可得益于自動(dòng)調(diào)整的導(dǎo)航和路線，也可獲益于通過(guò)車輛到車輛（V2V）通信來(lái)優(yōu)化交通流量，例如在車輛之間小范圍地協(xié)調(diào)變道行為。

監(jiān)控

監(jiān)控，或者基于視頻和音頻的活動(dòng)或行為監(jiān)視，將因5G技術(shù)而產(chǎn)生顯著改變。如今，大多數(shù)監(jiān)控解決方案都依賴互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)Wi-Fi連接到提供有限帶寬的Internet服務(wù)提供商（ISP）。許多此類解決方案允許雙向通信，但是這種通信可能會(huì)受制于非對(duì)稱IP網(wǎng)絡(luò)（即下載速度較快但上載速度較慢）。 5G網(wǎng)絡(luò)提供的可用帶寬將使高分辨率視頻（例如1080p高清（HD）視頻）能夠流暢串流，這是第三代（3G）或第四代（4G）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法輕松支持的。

5G通信的速度還將支持云端實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)和識(shí)別。在捕獲高分辨率視頻幀時(shí)，攝像頭將能夠上傳每一個(gè)幀到云端進(jìn)行處理。這個(gè)過(guò)程還可以進(jìn)一步優(yōu)化，即通過(guò)在攝像頭上執(zhí)行面部檢測(cè)，然后將檢測(cè)到的人臉（每個(gè)給定人臉的框定區(qū)域）分發(fā)到云中互相獨(dú)立的多個(gè)服務(wù)器。這個(gè)步驟將促進(jìn)對(duì)5G基礎(chǔ)設(shè)施更好的利用，這是因?yàn)榘l(fā)送到云端的圖像將會(huì)更小，因此可以在接收時(shí)進(jìn)行處理，將復(fù)雜的識(shí)別過(guò)程并行處理。

智能城市

智能城市部署了各種類型的物聯(lián)網(wǎng)傳感器（包括計(jì)量表、控制器、照明設(shè)備、屏幕等），并且以一種有效管理城市及其資源的方式使用這些傳感器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，包括交通、電力、水、廢物、犯罪和幾乎所有可能在城市中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的領(lǐng)域。例如，垃圾車收集可回收物時(shí)可以計(jì)算質(zhì)量，預(yù)測(cè)出垃圾進(jìn)入垃圾處理設(shè)施的流量，然后確定垃圾設(shè)施處理垃圾的能力。

智能城市的概念已經(jīng)存在了十多年，但一直缺少一種與城市中存在的大量傳感器進(jìn)行有效通信的方法：例如，城市中在某個(gè)區(qū)域周圍也許就分布有可以檢測(cè)到洪水（包括深度和流量）的傳感器。5G技術(shù)提供了一個(gè)平臺(tái)，讓所有這些傳感器都可以通過(guò)該平臺(tái)共存，并在傳感器自身和中央云端基礎(chǔ)設(shè)施之間進(jìn)行通信。只有5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以支持物聯(lián)網(wǎng)傳感器在整個(gè)城市的規(guī)模上產(chǎn)生和聚集的數(shù)據(jù)規(guī)模，其中管理這種彈性的處理需求集所必需的可伸縮處理能力由云計(jì)算提供。

娛樂(lè)

4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用通常發(fā)生在向終端（例如電話或平板電腦）傳送內(nèi)容的過(guò)程中：如用戶在設(shè)備上觀看視頻。實(shí)時(shí)傳送的某些類型的數(shù)據(jù)（例如體育賽事或音樂(lè)會(huì)）會(huì)引起一些問(wèn)題。即使許多用戶正在流式傳輸相同的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)也需要將其獨(dú)立地傳遞給每個(gè)用戶。多媒體廣播/多播服務(wù)（MBMS）使用戶可以共享通過(guò)一個(gè)流傳遞的內(nèi)容，從而減少數(shù)據(jù)使用的帶寬。這種功能已通過(guò)MBMS按需操作（MOOD）進(jìn)行了擴(kuò)展，當(dāng)訪問(wèn)相同內(nèi)容的設(shè)備數(shù)量超過(guò)定義的某個(gè)閾值時(shí)，便可以通過(guò)該功能動(dòng)態(tài)地從單播切換到多播分發(fā)。隨著通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳播的內(nèi)容越來(lái)越多，MOOD將會(huì)使數(shù)字電視改頭換面。

云游戲

云游戲（又稱游戲點(diǎn)播）讓用戶可以通過(guò)對(duì)等設(shè)備（如智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)或智能電視）玩云端托管的游戲，其中游戲視頻會(huì)以和其他視頻串流相同的方式串流至對(duì)等設(shè)備。不久前由Google開(kāi)發(fā)并發(fā)布的云游戲平臺(tái)Stadia可能會(huì)是5G功能的重要受益者。該平臺(tái)通過(guò)對(duì)等設(shè)備（例如平板電腦）將游戲和視頻渲染的高級(jí)計(jì)算放到云中進(jìn)行，以流媒體方式傳回游戲視頻，同時(shí)將用戶輸入獲取到云中以進(jìn)行游戲控制。5G的高帶寬和低延遲使其成為云游戲的理想選擇。

云存儲(chǔ)

這種新型、快速5G渠道的另一項(xiàng)值得關(guān)注的應(yīng)用即所謂存儲(chǔ)即服務(wù)，其通過(guò)在云基礎(chǔ)架構(gòu)中采用彈性存儲(chǔ)來(lái)擴(kuò)展設(shè)備的存儲(chǔ)功能。為設(shè)備配備基于云的存儲(chǔ)可確保您的數(shù)據(jù)安全，而不必綁定到特定的設(shè)備，其最終結(jié)果就是不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享，以及通過(guò)基于云的數(shù)據(jù)保護(hù)來(lái)提高數(shù)據(jù)的可靠性和可用性。它還讓用戶得以建立自己的完整內(nèi)容庫(kù)，并且不會(huì)受制于某臺(tái)終端設(shè)備的存儲(chǔ)能力。5G網(wǎng)絡(luò)可以提供支持這項(xiàng)應(yīng)用所需的帶寬和延遲。

總結(jié)隨著技術(shù)的發(fā)展，我們實(shí)現(xiàn)新事物的能力終會(huì)觸碰到某些限制。于是，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員便嘗試避開(kāi)這些限制，以便所需的功能可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。新的5G無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施提供了平臺(tái)和技術(shù)上的飛躍，大大提升了通信的限制，為各種產(chǎn)品和服務(wù)打開(kāi)了新的前沿陣地。無(wú)論這些限制是由帶寬、延遲還是密度造成的，5G網(wǎng)絡(luò)都將成為新產(chǎn)品和消費(fèi)者新體驗(yàn)的催化劑。5G技術(shù)還為物聯(lián)網(wǎng)等混合計(jì)算環(huán)境提供了新的結(jié)構(gòu)，其中的設(shè)備將繼續(xù)依賴基于云的基礎(chǔ)設(shè)施。