當前位置:首頁 極科頭條 美國正熱議"無限流量終結WiFi 2017-03-27 04:30:40 來源:華爾街見聞 領域:行業熱點 瀏覽:246

(原標題:智能時代:當中國在“提速降費”時,美國正熱議“無限流量終結Wi-Fi”)

在智能手機高度普及的時代,拼搶通話費收入的時代已成為過去,運營商們正圍繞流量服務展開激烈廝殺。

美國Verizon、AT&T等四大運營商正掀起新一輪競爭,全部都推出了“上不封頂”的流量服務,每月套餐費用在50美元至100美元之間。

比如,Sprint推出了“流量吃到飽”計劃(下圖),一個有五張手機卡的家庭每個月的費用低至50美元,除了流量無上限之外,還包括不限時長的通話和不限數量的短信。

咨詢公司Telecom Media Finance Associates Inc.預計,在一個“流量吃到飽”的世界里,在諸如機場等公共場所使用Wi-Fi網絡的用戶比例將從現在的二分之一降到三分之一。

“消費者是理性的:當定價策略有利于Wi-Fi時,他們就會更多的使用Wi-Fi;而當價格激勵轉變時,他們的行為也會隨之改變。”Moffett Nathanson公司分析師Craig Moffett說。

不止是公共場所的Wi-Fi信號使用量在減少,根據ReportLinker周四發布的一項調查報告,在北美地區,幾乎有三分之一的人在家時都不用家庭寬帶上網,因為他們辦理了無限流量套餐。

這是一個關鍵的變化,它有可能使Wi-Fi過時。再加上新技術的涌入,已發展近20年的Wi-Fi的未來看起來更加暗淡。

新的競爭者正在崛起。比如,一種名為LTE-U的新系統使用非授權頻譜提供網絡服務,在相同的建筑里,這種技術所需的接入點比Wi-Fi少得多。此外,運營商們正在積極推進5G技術。這種技術允許用戶在一秒內下載高清視頻。

不過,也不必擔心Wi-Fi會迅速消亡,因為雖然運營商們在大力促銷無限量流量套餐,但現在這并不意味著用戶就真的能夠無限使用。一旦流量超過一定限額,上網速度就會變慢,比如Verizon的“吃到飽”套餐流量上限是每月22GB。并且,使用人口密集的地區同樣也會感受到網速降低。

更重要的是,在地理面積龐大的美國,并不是所有地方都遍布基站,有些人煙稀少的地方甚至沒有手機信號覆蓋。

而電腦、智能電視、智能家居等大部分電子設備也依然需要通過Wi-Fi而非蜂窩網絡來接入互聯網。

Wi-Fi聯盟營銷部副主席Kevin Robinson表示:“Wi-Fi信號在表現和傳輸大量數據的能力方面持續領先……市場將決定哪個技術為終端用戶提供最好的功能。”

與美國運營商們通過提供不限流量的套餐相比,中國的主要運營商們正忙于落實“提速降費”。就在國務院總理李克強在兩會上提出年內取消手機國內長途和漫游費等表態的第二天,三大運營商相繼表示,從今年10月1日起全面取消手機國內長途和漫游費,并提出各自提升網速的計劃。

無論是美國亦或中國的運營商,在業務轉型的背后都是其最近幾年的收入結構發生了顯著變化:傳統的語音和短信業務收入占比在逐漸減小,而流量收入占比則在快速增長。

21世紀經濟報道援引賽迪顧問通信產業研究中心總經理劉若飛提供的數據稱,全球運營商2011年的語音+短信收入占比高達67%,然而去年收入語音的占比降至40%左右。

中國運營商亦無例外,比如中國移動近幾年的語音業務收入就持續下降,從2013年的54%下跌至2015年的41%,預計2016年這一比例將進一步跌至35%。與此相比,其數據流量業務收入占比將從2013年的18%提升至如今的40%左右。

值得一提的是,中國運營商們正在積極發展新技術,追趕5G這個行業大趨勢。中國聯通曾給出了5G規劃時間表,計劃在2016年內完成5G端到端網絡架構關鍵技術布局;2017年完成5G無線、網絡、傳輸及安全關鍵技術研究;2018年完成5G關鍵技術實驗室驗證并完成聯通5G建設方案;2019年完成5G外場組網驗證;2020年,實現聯通5G網絡商用。

  • 話題標簽:
  • 提速降費
  • WiFi
  • 5G
  • 0
  • 條評論

評論

您可能感興趣
5G是什么? 在3G、4G和5G等名詞中,G是英文單詞“generation”(第x代)的縮寫。因此,5G就是第五代移動通信技術。 一、5G的發展歷程關鍵點 在移動通信領域: 第一代是模擬技術; 第二代實現了數字化語音通信; 第三代是人們熟知的3g技術,以多媒體通信為特征; 第四代是正在鋪開的4g技術,其通信速率大大提高,標志著進入無線寬帶時代。 簡單來看,5G的速度將會更快,而功耗將低于4G,從而帶來一系列新的無線產品。中移動副總裁李正茂曾經發言要求5G時代的電信設備大幅度降價:“4G到5G時代,單位比特的傳輸成本降低了1000倍,那么我們也希望電信設備價格也降低1000倍,成本是決定運營商在數據時代能否盈利的關鍵。” 1.5G其實并不是全新科技 關于5G的兩種不同觀點 有一種觀點認為,5G將會是全新技術。這個觀點的代表者為華為無線網絡產品線CMO楊超斌,在他看來,4G再怎么演變也不會變成5G,5G將會是一個全新技術。 5G不只是一次技術的更新,更是非常大的跳躍性發展、是一個變革,這也意味著網絡架構必須提升,5G對網路的需求將與4G截然不同;雖然現在使用的4G LTE技術仍會不斷演進,但4G再怎么演變也不會成為5G,5G將會是全新技術。 但大多數技術專家更傾向于以下觀點:5G就是4G技術的必然演進——既要演進也要革命。 雖然任何一代技術發展,都不可能是上一代技術的重復,如果新一代的技術和上一代技術是一樣,那還什么新一代,所以3G技術不同于2G,4G不同于3G,它的 技術原理、解決問題的方式、部署的辦法,實現的能力都不同,但是沒有上一代技術的根基,或者說下一代沒有對上一代的技術傳承,實現革命性的升級也是空中樓閣。 5G不是橫空出世個令人驚異的新技術,5G技術是現有技術的新組合,是4G技術的再演進。 為什么要強調“再”?因為4G LTE的后三個字母就是長期演進的意思,5G應是在4G基礎上的再演進。關于技術演進的觀點,科學松鼠會會員通信專業教師奧卡姆剃刀有個通俗的雙駝峰理論,能很清晰解釋5G僅僅是一種技術演進的觀點。 奧卡姆剃刀的雙駝峰理論 奧卡姆剃刀認為,一項新技術概念出現后,在業界會出現一個研究討論的高潮,這是第一個駝峰。 相關的學術論文會產為熱點,成堆的博士碩士依托這項新技術完成了畢業論文,雖然很熱鬧,但這僅僅局限在學術研討層面上,而在具體的技術實現方面還存在著很多問題,或者因成本原因而根本無法量產。 研究討論高潮逐漸降溫,這是第一個駝峰的下落期,接下來是低調務實的技術攻關,這個平臺期可能幾年也可能一二十年,當技術問題都解決后,就會迎來商家量產和投入市場的熱潮,這就是第二個駝峰。 按照國際電信聯盟關于2020年的規劃,5年后就要全面進入5G了,而到現在核心技術體系還沒有確立。回顧3G技術發展史,國際電信聯盟于1998年6月30日接收了3G技術提案,并迎來了第一個駝峰期,直到2009年1月7日,工業和信息化部正式發放了三張3G牌照,這才進入到第二個駝峰, 平臺期持續了11年,特別是三張牌照之一的TD-SCDMA,直到2013年才真正成熟,平臺期長達15年,可剛成熟4G時代就來臨了。按照“雙駝峰規 律”,5年后將在全球推廣使用的技術,應在2010年左右就迎來第一個駝峰,而不會在2020前的兩三年橫空出世,然后迅速被國際電信聯盟確定為全球的 5G標準,這違反了一般的技術發展規律,不太可能成真。 2.沒有3G、4G技術的發展就沒有5G 實質上,在5G研究上大部分研發機構選擇的道路也是如此,兩條腿走路。 5G研發中提出兩條腿走路:一方面繼續推動基于4G技術的演進,一方面研發5G新技術,兩者兼顧。 在 5G時代的千倍提速要求面前,通過4G技術的演進,只有通過大幅度的加大帶寬才有可能。加大帶寬是起點,由此而產生的毫米波、微基站、高階MIMO、波束 賦型等都是順理成章的技術趨勢。5G時代對大規模天線陣列、毫米波技術、新型網絡架構、新型空口設計的關鍵技術核心也大都是基于4G網絡技術延伸而來,大 都能成倍提升性能。以軟空口技術為例,這個技術結合Pre5G的硬件處理能力,讓運營商具有了從4G到5G的平滑升級能力,4G到Pre5G這個階段,終 端不用更換,而從Pre5G到5G,基站設備也可以繼續使用。 圖:毫米波技術下的微基站 明白了5G就是第五代移動通信技術的基本定義就明白是從3G、4G升級而來,自然也是一種技術的積累和演進,也可以說沒有3G、4G技術的發展就沒有5G的產生。5G技術的演進一方面是技術積累的必然結果,當然也要求有革命性創新才能實現演進的目標,另一方面也是人類通信需求快速提高的必然要求。 反過來說,之前5G遲遲沒普及,一是技術達不到,二是還沒有應用的需求出現。現在有了需求,才有了5G。什么需求?未來的網絡將會面對:1000倍的數據容量增長,10到100倍的無線設備連接,10到100倍的用戶速率需求,10倍長的電池續航時間需求等等。坦白地講,可能未來五六年4G網絡或許將無法滿足這些需求,所以5G就必須提前登場。 基于技術演進的判斷,回顧我國通過3G和4G時代的艱苦奮斗,我們有理由相信我國的產業和技術的提升也為5G布局打下堅實的基礎,我國從以往被動接受技術變為開始輸出技術,會有機會發展成為全球5G技術、標準、產業和應用服務的領先國家之一,從跟隨到引領,中國通信業有機會在5G時代學習中國高鐵實現彎道超車。三大運營商、華為、大唐、中興等中國企業對5G研發的投入由來已久,并走在世界前列。 二、5G到底有哪些優勢? 對于數消費者而言,5G的價值在于它擁有比4g LTE更快的速度(峰值速率可達幾十Gbps),例如你可以在一秒鐘內下載一部高清電影,而4G LTE可能要10分鐘。也正是因為這一得天獨厚的優勢,業界普遍認為5G將在無人駕駛汽車、VR以及物聯網等領域發揮重要作用。 和4G相比,5G的提升是全方位的,按照3GPP的定義,5G具備高性能、低延遲與高容量特性,而這些優點主要體現在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術上。 1.毫米波 眾所周知,隨著連接到無線網絡設備的數量的增加,頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就現在而言,我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬,這極大的影響了用戶的體驗。 那么5G提供的幾十個Gbps峰值速度如何實現呢? 眾所周知,無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法,一是增加頻譜利用率,二是增加頻譜帶寬。5G使用毫米波(26.5-300GHz)就是通過第二種方法 來提升速率,以28GHz頻段為例,其可用頻譜帶寬達到了1GHz,而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則為2GHz。 在移動通信的歷史上,這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前,毫米波只在衛星和雷達系統上被應用,但現在已經有運營商開始使用毫米波在基站之間做測試。 當然,毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大,因此要讓毫米波頻段下的5G通信在高樓林立的環境下傳輸并不容易,而小基站將解決這一問題。 2.小基站 上文提到毫米波的穿透力差并且在空氣中的衰減很大,但因為毫米波的頻率很高,波長很短,這就意味著其天線尺寸可以做得很小,這是部署小基站的基礎。 可以預見的是,未來5G移動通信將不再依賴大型基站的布建架構,大量的小型基站將成為新的趨勢,它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。 因為體積的大幅縮小,我們設置可以在250米左右部署一個小基站,這樣排列下來,運營商可以在每個城市中部署數千個小基站以形成密集網絡,每個基站可以 從其它基站接收信號并向任何位置的用戶發送數據。當然,你大可不必擔心功耗問題,小基站不僅在規模上要遠遠小于大基站,功耗上也大大縮小了。 除了通過毫米波廣播之外,5G基站還將擁有比現在蜂窩網絡基站多得多的天線,也就是Massive MIMO技術。 3.Massive MIMO 現有的4G基站只有十幾根天線,但5G基站可以支持上百根天線,這些天線可以通過Massive MIMO技術形成大規模天線陣列,這就意味著基站可以同時從更多用戶發送和接收信號,從而將移動網絡的容量提升數十倍倍或更大。 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)的意思是多輸入多輸出,實際上這種技術已經在一些4G基站上得到了應用。但到目前為止,Massive MIMO僅在實驗室和幾個現場試驗中進行了測試。 隆德大學教授Ove Edfors曾指出,“Massive MIMO開啟了無線通訊的新方向——當傳統系統使用時域或頻域為不同用戶之間實現資源共享時,Massive MIMO則導入了空間域(spatial domain)的途徑,其方式是在基地臺采用大量的天線以及為其進行同步處理,如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。” 毋庸置疑,Massive MIMO是5G能否實現商用的關鍵技術,但是多天線也勢必會帶來更多的干擾,而波束成形就是解決這一問題的關鍵。 4.波束成形 Massive MIMO的主要挑戰是減少干擾,但正是因為Massive MIMO技術每個天線陣列集成了更多的天線,如果能有效地控制這些天線,讓它發出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強,就可以形成一個很窄的波束,而不是全向發射,有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸,不僅傳輸距離更遠了,而且還避免了信號的干擾,這種將無線信號(電磁波)按特定方向傳播的技術叫做波束 成形(beamforming)。 這一技術的優勢不僅如此,它可以提升頻譜利用率,通過這一技術我們可以同時從多個天線發送更多信息;在大規模天線基站,我們甚至可以通過信號處理算法來計算出信號的傳輸的最佳路徑,并且最終移動終端的位置。因此,波束成形可以解決毫米波信號被障礙物阻擋 以及遠距離衰減的問題。 除此之外,最后要提到5G的另一大特色——全雙工技術。 5.全雙工 全雙工技術是指設備的發射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作,使得通信兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率,突破了現有的頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)模式,這是通信節點實現雙向通信的關鍵之一,也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關鍵技術。 在同一信道上同時接收和發送,這無疑大大提升了頻譜效率。但是5G要使用這一顛覆性技術也面臨著不小的挑戰,根據《移動通信》之前發布的資料顯示,主要有一下三大挑戰: 1.電路板件設計,自干擾消除電路需滿足寬頻(大于100MHZ)和多MIMO(多于32天線)的條件,且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。 2.物理層、MAC層的優化設計問題,比如編碼、調制、同步、檢測、偵聽、沖突避免、ACK等,尤其是針對MIMO的物理層優化。 3.對全雙工和半雙工之間動態切換的控制面優化,以及對現有幀結構和控制信令的優化問題。 因此,盡管5G的勢頭遠遠超過了之前的4G,但5G的未來仍充滿了不確定性,現在我們需要等待的是這些技術從實驗階段走向實用。
  • 5G
  • 奧卡姆剃刀
0評論 2017-03-27
5G能為半導體行業帶來哪些新機遇? 2016年對于半導體產業來說無疑是頗不平靜的一年,行業不但延續了2015年火熱的并購整合潮,甚至連曾經的業內標桿ARM和NXP都選擇了被收購,讓業內人士震撼又感慨。巨頭豪擲百億美金去合縱連橫,目的無非是瞄準未來的技術趨勢進行戰略布局,而5G的部署無疑將是未來數年內科技領域最重要的事件。據有關市場機構預測,5G網絡到2025年會產生2500億美元的年營收,并強力拉動上游產業,這勢必會給在近年來動蕩不安的半導體行業帶來全新的機遇和挑戰。 什么是5G? 從上世紀80年代至今,每一代移動通信標準都有著其標志性的能力指標和核心關鍵技術。1G 只能提供模擬語音業務; 2G的GSM網絡主要采用時分多址( TDMA),可提供數字語音和低速數據業務;3G 以CDMA為技術特征,用戶峰值速率達到 2Mbps 至數十Mbps, 可以支持多媒體數據業務; 4G LTE網絡用戶峰值速率可達 100Mbps以上,能夠支持各種移動寬帶數據業務。 相比前四代通訊技術,5G網絡的變革將更加全面,關鍵能力也將更加豐富。與前幾代移動通信網絡主要依靠某單一技術驅動的演進不同,5G通訊技術更多地是由應用市場驅動,依賴的是一整套不同的技術,如新型多址技術,大規模天線陣列,超密集組網,全頻譜介入等。在進一步提高通訊傳輸速度的同時,更加強調連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接等場景下的技術需求,為進一步升級的移動互聯網市場,和新興的物聯網、智能汽車、智能制造、虛擬現實等市場提供多元化的技術方案。目前國際主流的行業組織、運營商、設備廠商和芯片廠商都在積極投入5G標準的制定,預計到2020年前后,5G網絡將實現商用。 通訊芯片換代或將顛覆現有秩序 目前包括美、日、韓及大陸運營商紛紛將5G技術商用化時間點押寶在2020年,甚至有部分激進的運營商喊出2018年便可以搶先試行5G相關應用。5G網絡的商用必然將催生移動通信芯片升級換代的海量市場,同時也將帶來通訊芯片市場版圖的巨大變化。回顧歷史,每一代通訊標準的升級都伴隨著通訊芯片廠商的起起落落,如3G網絡直接帶來了高通的崛起,同時也伴隨著摩托羅拉通訊芯片業務(后拆分為Freescale)的衰落;4G時代,高通、聯發科、海思、展訊等茁壯成長,而曾經被視為強強聯合的LTE芯片廠商意法-愛立信(由意法、恩智浦、愛立信合資成立)卻黯然解散,此外日本NEC、瑞薩也相繼關停或出售了其4G芯片業務。面對5G芯片的巨大市場,主流的通訊芯片廠商如高通、三星、華為、聯發科等都在進行戰略布局,在4G大戰中鎩羽而歸的Intel也對5G市場虎視眈眈。按照半導體產業贏家通吃的慣常邏輯,一番激烈競爭之后5G時代還是會誕生一家領跑廠商;至于最終花落誰家,還是讓我們拭目以待吧。 低功耗廣覆蓋促進IoT落地 除了原有通訊芯片市場之外,5G的到來無疑將幫助許多新市場取得突破。其中受益最大的無疑就是物聯網市場。 萬物互聯的物聯網毫無疑問是未來發展的必然趨勢。然而,各種物聯網應用的設想雖然看起來很美,實際落地時卻總會遇上各種各樣的困難。其中一個重要的原因在于沒有合適的網絡連接方式。與手機和PC通訊都不同,大量物聯網設備更需要低成本、低功耗、廣覆蓋的網絡連接,若采用現有的運營商蜂窩網絡就會遇到種種問題,如信號覆蓋不夠、電池更換頻繁、流量及維護成本過高等問題。5G標準專門覆蓋了這一技術空白,如3GPP今年正式發布的NB-IoT標準,一經推出即得到產業界的積極響應。據GSMA預測顯示,NB-IoT在2020年將達到30億的連接;研究機構Machina亦預測,NB-IoT未來將覆蓋25%的物聯網連接。 物聯網設備按所需傳輸速率的分布 物聯網中低速率、低功耗的終端將占據聯網終端設備的60%,涉及到智能表計、智慧城市、物流跟蹤等眾多市場,潛力巨大。隨著網絡連接這一瓶頸的解除,眾多新興的應用場景,如智能水、電、燃氣等計量表、市政管網監測節點、智能路燈、垃圾站點監測、農業灌溉監測、氣象/水文數據采集、物流跟蹤等市場必將迎來爆發,從而帶動相關MEMS傳感器芯片、MCU芯片以及通訊芯片本身的出貨增長。 汽車自動化真正拉開大幕 一個月前,高通宣布以470美元收購恩智浦,創下了半導體業界最大的并購記錄,也讓我們感受到了半導體巨頭對汽車電子志在必得的決心。 從傳統汽車到互聯網汽車再到無人車的演變大致遵循著兩條路徑。其一可稱為由內而外的自主式路線,即通過先進的車載傳感和控制系統,實現汽車對環境的自主判斷和對車身的自主控制;其二可稱為協同式路線,通過車聯網,實現車與車、車與環境的實時交互(V2X),如通過車聯網獲知紅綠燈信息、路況信息等,進而做出控制決策。兩條路徑會相互融合,最終實現真正的自動駕駛。 無論哪種方式,都需要5G快速普及商用之后才能真正實現。百度方面的數據表明,在未來的無人駕駛過程之中,單車每小時所產生的數據高達100GB。更重要的是,目前4G網絡端到端延時在60ms以上,這對于高速行駛的汽車而言是非常危險的。5G網絡有望解決這個問題。首先5G網絡的負載能力會遠遠強于4G,網絡的擁堵狀況也會大大減輕;更重要的是5G技術會為自動汽車這類高優先級用戶特別考慮,保證汽車控制信號能夠一直以足夠快的響應速度來傳輸。只有在高速率(可達10G峰值速率)、低延時(1ms)、大容量(相當于目前的1000倍容量)的5G網絡部署之后,自動駕駛才能真正走入現實。屆時,汽車將真正成為半導體行業最大的增長引擎。 加速“虛擬現實”走向現實 盡管業界聲稱2016年是“VR元年”,但從現實情況看,虛擬現實在短時間內大規模進入消費電子市場仍困難重重,其中數據傳輸是繞不過的障礙。 據美國有線實驗室預計,消費者可能需要高達每秒150-200兆的網速來適應虛擬現實(VR)內容的互聯網通訊。而多人體驗可能需要更高的要求,網絡需要達到千兆速度。目前高質量的基于PC端的VR產品由多是依賴HDMI線纜傳輸數據,然而線纜的存在不可避免將影響產品使用體驗,尤其對于沉浸在虛擬環境中的使用者來說,線纜還有可能帶來拉扯設備、絆倒等危險,因此無線化是VR產品的必然趨勢。雖說目前802.11ac Wi-Fi通信技術在良好無干擾的環境下傳輸速度約可達300Mbps,但此為理想狀態速度,尚未考慮頻段擁擠和信號干擾等問題,況且若VR內容分辨率和刷新率再提升一些,802.11ac的帶寬便會不足。盡管業界也推出了新的視頻串流技術、數據壓縮傳輸技術等,但這些技術僅僅只是在現有技術基礎上的修修補補,而并非能夠從根本上解決VR數據無線傳輸這一關鍵問題的基石。因此5G相關技術(如60Ghz Wi-Fi)才是虛擬現實真正走向現實的重要基礎。目前在這一領域已經有不少廠商投入,除傳統巨頭如高通、Intel外,還有SiBEAM、Nitero等中小廠商。 虛擬現實是圖像處理芯片和傳感器特別是運動傳感器芯片廠商的一大契機。對硬件廠商而言,VR裝置最重要的參數就是顯示器分辨率和刷新率,分辨率決定影像畫面的細節度,而刷新率則決定用戶在使用VR裝置時的舒適程度。目前大多數虛擬現實頭盔芯片都是以移動設備或PC芯片為基礎開發的,并非最佳的芯片解決方案。由于VR需要讓用戶擁有不同視角的仿真感受,在圖像運算和處理上要求極高。對于使用者而言,從轉動頭部開始算起,直至圖形計算完成,傳回頭戴式顯示器的屏幕中,此時間延遲需低于20ms,才有可能避免VR最大的眩暈難題,這對于感知、計算和傳輸的速度都提出了很高要求,需要專門優化的VR芯片支持。未來隨著虛擬現實設備出貨量的增加,VR專用芯片將必然出現,并成為GPU、高速無線通訊芯片、和傳感器廠商的新動力。 化合物半導體崛起良機 5G 提出要覆蓋毫米波頻段,將可用通信頻率提升至 6GHz-300GHz 區間。這些技術場景對射頻器件的性能,比如功率、線性度、 工作頻率、效率、可靠性等提出了極高的要求。以功率放大器(PA)為例, PA 功率附加效率(PAE) 最低要求 60%,目前 skyworks 的 GaAs PA 可以做到 78%,而最好的硅基 CMOS 產品僅能做到 57%。雖然高通也推出了基于CMOS工藝的射頻前端芯片,但由于擊穿電壓低、襯底絕緣性差、高頻損耗大等先天缺陷,實際上在線性度、功率、效率、可靠性等多個方面都無法滿足要求。由于 5G 通信全頻帶通信的特性,5G 手機中射頻前端芯片數量將進一步增加,帶動以GaAs為代表的化合物半導體產業鏈發展。 GaN未來市場預測(Yole) 而在基站端,由于對高功率的需求,GaN 因其在耐高溫、優異的高頻性能以及低導通損耗、高電流密度的物理特性,是目前最有希望的下一代通信基站PA芯片材料。5G采用高頻頻譜雖然能提供更高的數據傳輸速率,但這一頻段的電磁波傳輸距離很短,且容易被障礙物阻擋。這意味著,移動運營商可能需要建設數百萬個小型基站,將其部署至每根電線桿、每棟大樓,每戶房屋,甚至每個房間,也就意味著基于GaN的 PA芯片需求將出現飛躍增長。根據市場調查機構 Yole 的估計,GaN 功率器件需求有望在今后5年內爆發,CARG 可達 90%以上。2015 年 9 月,英飛凌已經開發出了用于 5G 無線通信基站的 GaN 功率晶體管,其它半導體廠商也在積極跟進。除此之外,鍺硅、碳化硅等器件也將在5G時代贏得一席之地。 封裝技術愈加重要 5G時代的射頻芯片將大量采用高頻的毫米波段。相比現在的射頻芯片,毫米波芯片的封裝要復雜得多,封裝過程中的連線、墊盤和通孔等結構必須小心設計,避免妨礙到芯片上的射頻功能。 另外,從2G、3G到5G時代,智能手機芯片采用的工藝技術也越來越多樣化。例如,對于手機PA來說目前最好的工藝是GaAs,而開關最好的技術是SOI,濾波器則采用壓電材料。材料的不同使得這些器件很難通過片上系統(SOC)的方式實現集成化,而系統性封裝(SiP)恰好能滿足這么多要求。對于集成化的射頻前端,先進封裝將是必不可少的技術。SiP封裝需要的凸塊(Bump)、硅通孔(TSV)、晶圓鍵合(Wafer-Bonding)等工藝將帶動上游設備、材料廠商的進一步發展,并使得封裝廠和代工廠在半導體中端(Middle-End)這一新領域同時展開合作與競爭。
  • 5G
  • 半導體
0評論 2017-03-27
5G 比 4G 強在哪?看完這篇文章你就明白了 在 2015 年的 MWC 上國內外廠商紛紛展示各自在 5G 上的進展之后,5G 就瞬間成為了業界的討論的焦點,在媒體竭盡溢美之詞的同時,芯片商、通信設備商以及電信運營商無一例外開始傾其所有布局下一代通信技術,目的就是搶占話語權。 對于數消費者而言,5G 的價值在于它擁有比4g+LTE 更快的速度(峰值速率可達幾十 Gbps),例如你可以在一秒鐘內下載一部高清電影,而 4G LTE 可能要 10 分鐘。也正是因為這一得天獨厚的優勢,業界普遍認為 5G 將在無人駕駛汽車、VR以及物聯網等領域發揮重要作用。 和 4G 相比,5G 的提升是全方位的,按照 3GPP 的定義,5G 具備高性能、低延遲與高容量特性,而這些優點主要體現在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術上。 毫米波 眾所周知,隨著連接到無線網絡設備的數量的增加,頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就現在而言,我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬,這極大的影響了用戶的體驗。 那么 5G 提供的幾十個 Gbps 峰值速度如何實現呢? 眾所周知,無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法,一是增加頻譜利用率,二是增加頻譜帶寬。5G 使用毫米波(26.5~300GHz)就是通過第二種方法來提升速率,以 28GHz 頻段為例,其可用頻譜帶寬達到了 1GHz,而 60GHz 頻段每個信道的可用信號帶寬則為 2GHz。 在移動通信的歷史上,這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前,毫米波只在衛星和雷達系統上被應用,但現在已經有運營商開始使用毫米波在基站之間做測試。 當然,毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大,因此要讓毫米波頻段下的 5G 通信在高樓林立的環境下傳輸并不容易,而小基站將解決這一問題。 小基站 上文提到毫米波的穿透力差并且在空氣中的衰減很大,但因為毫米波的頻率很高,波長很短,這就意味著其天線尺寸可以做得很小,這是部署小基站的基礎。 可以預見的是,未來 5G 移動通信將不再依賴大型基站的布建架構,大量的小型基站將成為新的趨勢,它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。 因為體積的大幅縮小,我們設置可以在 250 米左右部署一個小基站,這樣排列下來,運營商可以在每個城市中部署數千個小基站以形成密集網絡,每個基站可以從其它基站接收信號并向任何位置的用戶發送數據。當然,你大可不必擔心功耗問題,雷鋒網之前曾報道過:小基站不僅在規模上要遠遠小于大基站,功耗上也大大縮小了。 除了通過毫米波廣播之外,5G 基站還將擁有比現在蜂窩網絡基站多得多的天線,也就是 Massive MIMO 技術。 Massive MIMO 現有的 4G 基站只有十幾根天線,但 5G 基站可以支持上百根天線,這些天線可以通過 Massive MIMO 技術形成大規模天線陣列,這就意味著基站可以同時從更多用戶發送和接收信號,從而將移動網絡的容量提升數十倍倍或更大。 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)的意思是多輸入多輸出,實際上這種技術已經在一些 4G 基站上得到了應用。 但到目前為止,Massive MIMO 僅在實驗室和幾個現場試驗中進行了測試。 隆德大學教授 Ove Edfors 曾指出,“Massive MIMO 開啟了無線通訊的新方向——當傳統系統使用時域或頻域為不同用戶之間實現資源共享時,Massive MIMO 則導入了空間域 (spatial domain) 的途徑,其方式是在基地臺采用大量的天線以及為其進行同步處理,如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。” 毋庸置疑,Massive MIMO 是 5G 能否實現商用的關鍵技術,但是多天線也勢必會帶來更多的干擾,而波束成形就是解決這一問題的關鍵。 波束成形 Massive MIMO 的主要挑戰是減少干擾,但正是因為 Massive MIMO 技術每個天線陣列集成了更多的天線,如果能有效地控制這些天線,讓它發出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強,就可以形成一個很窄的波束,而不是全向發射,有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸,不僅傳輸距離更遠了,而且還避免了信號的干擾,這種將無線信號(電磁波)按特定方向傳播的技術叫做波束成形 (beamforming)。 這一技術的優勢不僅如此,它可以提升頻譜利用率,通過這一技術我們可以同時從多個天線發送更多信息;在大規模天線基站,我們甚至可以通過信號處理算法來計算出信號的傳輸的最佳路徑,并且最終移動終端的位置。因此,波束成形可以解決毫米波信號被障礙物阻擋以及遠距離衰減的問題。 除此之外,雷鋒網 (公眾號:雷鋒網) 最后要提到 5G 的另一大特色——全雙工技術。 全雙工 全雙工技術是指設備的發射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作,使得通信兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率,突破了現有的頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)模式,這是通信節點實現雙向通信的關鍵之一,也是 5G 所需的高吞吐量和低延遲的關鍵技術。 在同一信道上同時接收和發送,這無疑大大提升了頻譜效率。但是 5G 要使用這一顛覆性技術也面臨著不小的挑戰,根據《移動通信》之前發布的資料顯示,主要有一下三大挑戰: 1. 電路板件設計,自干擾消除電路需滿足寬頻(大于 100MHZ)和多 MIMO(多于 32 天線)的條件,且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。 2. 物理層、MAC 層的優化設計問題,比如編碼、調制、同步、檢測、偵聽、沖突避免、ACK 等,尤其是針對 MIMO 的物理層優化。 3. 對全雙工和半雙工之間動態切換的控制面優化,以及對現有幀結構和控制信令的優化問題。 因此,雷鋒網想說的是,盡管 5G 的勢頭遠遠超過了之前的 4G,但 5G 的未來仍充滿了不確定性,現在我們需要等待的是這些技術從實驗階段走向實用。
  • 5G
0評論 2017-03-29
5G產業深度報告 將改變這21大領域 2月27日,世界移動通信大會MWC 2017即將拉開帷幕。今年的MWC將成為5G商用加速的關鍵節點,沃達豐、德國電信、NTT docomo、軟銀、KT、Verizon等運營商,均將在MWC 2017上展示與華為、愛立信、諾基亞等設備商共同開展的5G樣機測試情況。 第五代移動通信技術被認為是萬物互聯的基礎,在互聯網+、云計算、人工智能等應用領域扮演者重要角色。5G的一個關鍵優勢,是將支持移動網絡更高效的運營并降低數據傳輸成本。這對移動網絡運營商應對像AR/VR這樣全新的媒體與數據密集型用例至關重要。借助增強性能和無縫用戶體驗,增強型移動寬帶用例除支持現有移動寬帶應用外,還將支持全新應用領域和需求。 在增強型移動寬帶用例之外,提議的5G規范還將包括那些顯著擴展目前移動技術功能的特性。這將支持5G面向包括關鍵業務型服務和海量物聯網的一系列用例,需要超可靠且低時延的通信,以及低成本和超長電池續航。 5G移動網絡是繼目前4G LTE部署后移動電信標準的下一個主要階段。IHS的這份研究報告側重于5G的長期經濟影響,但同時也需注意到5G經濟已經開始出現。目前已按計劃開展的5G早期商用部署有潛力在2020年前對經濟做出有意義的貢獻。 新投入、新研發與新技術創新本身的經濟影響表明,5G 將對全球增長產生深遠且持久的影響。IHS Markit 確信,未來二十年5G 將在全球經濟中廣泛普及,成為對全球經濟擴展的重要貢獻因素之一。 *IHS關鍵研究成果 現狀:明年定標 生態部署已展開 3GPP正努力制定Release 15,將于2018年完成,并有望成為全新5G無線空口(5G NR)和新一代網絡架構(5G NextGen)的首個規范。 5G開發工作將延續到3GPP Release 16及以后,但是Release 15將為2019年開始的5G商用提供全球規范。同時,目前3GPP正在開展的工作將在IMT-2020規范正式發布之前提交至ITU,而IMT-2020規范將于2020年完成。 值得注意的是,在這些規范正逐步完成的同時,預標準的5G商用部署將更早啟動。 從芯片組和終端供應商到網絡基礎設施廠商,整個生態系統已開展重要的預商用工作。一些運營商已公布它們期望開展5G場測的時間表,美國運營商Verizon表示它將于2017年開始,韓國運營商SK電訊和韓國電信則瞄準2018年。 5G標準化時間表(標準制定與部署) 持續的投入和研發以推動創新并發展新一代技術是實現5G經濟全部經濟潛力的必要條件。加速5G經濟進程要求政策制定機構支持企業開展長期投入和研發,在 5G 標準制定方面實現公共和私有領域的合作,確保監管和審批跟上創新的步伐。 政策制定者在5G經濟中面臨的挑戰是,他們必須準備好面對5G技術在日常生活中的普及,避免設立那些妨礙持續創新的體制。 隨著全新商業模式涌現,提供商品與服務的舊方式被急劇改變或徹底拋棄,5G經濟將為政策制定與監管帶來更高的復雜性。準備迎來5G的世界將要求在多個領域實現政策和監管的現代化,包括公共安全、網絡安全、隱私、頻譜分配、公共基礎設施、醫療健康、頻譜授權與審批以及教育、培訓和發展等。 三類用例實現萬物互聯 5G有潛力支持高可靠性、超低時延應用以及構建廣泛可用的高安全性網絡,從而創造巨大的增長機會。許多用例仍處于興起階段(自動駕駛汽車、商用無人機、遠程醫療),其增長將依賴于市場創新、恰當的監管以及5G網絡部署。因此,其快速增長將需要較長時間,但鑒于這些用例的廣泛意義,預計其將對社會產生巨大的整體影響。 IHS Markit評估了21個可預見5G用例的技術擴散周期、普及度和潛在長期經濟貢獻,并歸類于增強型移動寬帶、海量物聯網和關鍵業務型服務三個大類。 *5G三大用例 增強型移動寬帶:最可能近期爆發 增強型移動寬帶用例包括: 1、增強型室內無線寬帶覆蓋:其益處包括在各種規模的建筑物中改善蜂窩網絡覆蓋,支持面向一系列終端和應用的無線寬帶覆蓋。 2、增強型戶外無線寬帶:其應用包括例如向汽車傳輸高清信息娛樂內容、提高戶外活動和密集城市中心的容量。其益處包括提高人口密集城區的覆蓋和容量。 3、固定無線寬帶部署:該用例的主要益處是支持運營商提供更多服務,而無需高昂的資本性支出投入。 4、企業團隊合作/協作:通過結合超高清傳輸、虛擬現實/增強現實、視頻遠距呈現和觸覺互聯網,該用例的益處將得以體現。這些將增強現有企業通信解決方案并促進在團隊成員和客戶/終端用戶之間產生更多動態交互。 5、培訓/教育: 應用于企業用戶(培訓)和傳統教育(中小學和高等教育),包括遠程和/或欠發達地區。 6、增強現實和虛擬現實(AR/VR):大規模支持動態AR內容就需要5G空口。低時延和每秒數千兆比特的速度將支持計算密集型的AR/VR用戶交互 。具體用例包括外場支援和遠程醫療。 7、擴展移動計算:結合更寬的無線數據管道和易于獲取的云計算,5G智能手機將能夠處理一直屬于筆記本電腦/臺式電腦范圍的生產力任務。 8、增強型數字標牌:用超高清和增強現實的技術組合,5G將支持從改善零售體驗到智慧城市應用的廣泛應用。通過該用例獲益的還包括房地產與家庭裝修、酒店與服務業、交通運輸和智慧城市,它們全都依賴于數字標牌。 這些主要是現有4G價值的擴展。隨著5G網絡的商用,市場上應該迎來較快的普及。增強型移動寬帶用例將對全球經濟活動產生重要影響,但由于其大部分是現有服務的增強,其凈經濟影響將不如海量物聯網和關鍵業務型服務那么具有變革性。 海量物聯網:5G變革性所在 IHS Markit認為,5G有潛力應對機器對機器和物聯網市場中的更多領域,并借助規模經濟降低成本。海量物聯網將在近期和中期得以實現,并在5G海量物聯網模塊得到廣泛商用后獲得快速增長,用例包括: 1、資產跟蹤:大范圍監控資產(和人員)分布。在目前已成規模的機器對機器市場中,其應用將包括人員跟蹤和在途高價商品等。但(較)高連接成本限制了該市場的增長。 2、智能農業:其應用從基本的蓄水設施監控,到可監控土壤濕度和化學成分的專業傳感器。益處包括優化灌溉與施肥日程,以及優化生長和收割的排期。這有助于提高農場運營效率,減少體力勞動需求。此外,還可改善“從農場到市場”的報告和問責制度,提高消費透明度。 3、智慧城市:智慧城市將為許多不同類型的應用和潛在的全新商業模式提供機會,其部分關鍵技術應用包括照明、安全、能源/公用事業、物理基礎設施環境監控和交通運輸/出行。 4、能源/公用事業監控:5G能夠支持專有網絡、使用授權與非授權頻譜和多跳/網狀網絡,這意味著它將融合競爭技術的全部優勢。這將可能讓智能計量(全部公用事業類型)更易于被全世界更多類型的公用事業所使用。 5、實體基礎設施:海量物聯網特性可結合聯網傳感器顯著改進實體建筑物(例如橋梁和天橋)和更小建筑物(例如電梯)的監控。除此之外,地理標記能夠讓游客使用增強現實在大城市中提升旅游體驗。 6、智能家居: 5G能夠徹底改變智能家居終端的部署與服務方式,它將解決一些消費者投訴的主要問題,如終端設置困難,設備不可靠,以及時延過高。 7、遠程監控:主要是跨廣泛產業的工業自動化應用,其焦點在于利用普適性的傳感來支持設備的漸進式性能提升和預防性維護。5G的潛力在于提供一個穩健的替代方式,從而為新設備和現有設備提供解決方案。 8、信標和聯網購物:提升目前零售技術利用信標和智能手機改善實體店購物體驗的趨勢,5G將創造出的潛力不僅讓零售商,還能讓產品/品牌以更加動態的方式與消費者進行互動。此外,信標開始在工業應用中普及,更穩健的無線連接解決方案將成為該類市場的增長要素。 關鍵業務型服務:巨大增長潛力 關鍵業務型服務用例包括: 1、自動駕駛汽車:包括消費和商業應用的廣義類別。從經濟影響評估的角度出發,自動駕駛汽車是具有廣泛影響的用例之一,對于商用車輛和非公路用車(耕作、采礦和建筑等)更是如此。 2、無人機:廣泛使用商用無人機將有機會使多個產業受益,包括商業運輸、農業、建筑業、制造業和公共安全等。隨著無人機技術的不斷改進,公司和政府對無人飛行器的需求便會增加。 3、工業自動化:在工廠車間中絕大部分的基礎設施將繼續通過有線連接的同時,打造更智能的工廠、增加工人和支持工廠資產移動性可為大帶寬和高安全性的無線解決方案創造機會,并可通過5G實現。 4、遠程病人監護/遠程醫療:5G將減少病人、醫護人員和監控設備三方對不同連接策略的依賴。高清的圖像質量讓越來越多的應用得以實現,包括皮膚科和傷口護理。 5、智能電網:如果5G可向市場提供更低廉、更全面的低時延無線網絡,它將有潛力開啟自動化實時電網切換的龐大用例。經濟影響可能很大,因為這會從根本上創造一個更可靠的電網。 價值鏈:3.5 萬億美元產出和2200 萬個工作崗位 IHS Markit估計,到2035年,5G在全球創造的潛在銷售活動將達12.3萬億美元,并將跨越多個產業部門。這約占2035年全球實際總產出的4.6%。在2020–2035年期間, 全球實際GDP將以2.9%的年平均增長率增長,其中5G將貢獻0.2%的增長。從2020年到2035年,5G為年度GDP創造的貢獻達3萬億美元。 5G 對全球經濟增長的年度凈貢獻值(單位:十億美元) 到2035年,制造業將占據5G創造的全部經濟活動中的最大份額——實現約3.4萬億美元產出,占5G總產出的28%。信息通信行業將占5G創造的全部經濟活動中的第二大份額,超過1.4萬億美元。更值得注意的是,在智慧城市和智能農業部署的分別支持下,2035年5G將創造6.5%的公共服務(政府)產出和6.4%的農業產出。 2016年5G在全球驅動的經濟活動(單位:十億美元) 5G價值鏈將覆蓋廣泛的技術企業,包括但不限于網絡運營商、核心技術和組件供應商、OEM終端制造商、基礎設施制造商、內容和應用開發商。七個國家將處于5G發展的前沿,它們分別是:美國、中國、日本、德國、韓國、英國和法國。 5G產業全球聯系模型 IHS Markit預計,從2020年到2035年,在上述國家的5G價值鏈中,相關企業平均每年所投入的研發資金與資本性支出總和將超過2000億美元。美國和中國有望在本研究跨越的16年間主導5G研發與資本性支出,兩國將分別投入1.2萬億美元和1.1萬億美元。 2020–2035年5G價值鏈的研發與資本性支出份額(按國家) 研發與資本性支出的投入將促進5G用例涌現,從而在幾乎所有產業部門中創造銷售,同時也能在整個5G價值鏈及其相關供應網絡中拉動銷售。IHS Markit預計,到2035年,5G價值鏈本身將創造3.5萬億美元經濟產出,同時創造2200萬個工作崗位。 2035年全球5G價值鏈的產出和就業 智東西認為:5G將作為一個技術平臺,以更有意義的方式連接汽車與城市,醫院與家庭,人與周邊萬物。業界正“專門構建”標準的不同方面以應對海量物聯網類型應用以及關鍵業務型用例,包括自動駕駛汽車、工業自動化和遠程醫療。這些功能擴展將作為統一設計的一部分得到部署,這意味著同一5G基礎設施將可用于支持廣泛用例。
  • 5G
0評論 2017-03-29
近期熱榜
福彩3d字谜