距离2020年5G正式商用的期限,越来越近。目前,各大厂商都在加快自己在5G技术上的测试工作。日前,华为与沃达丰共同完成了5G毫米波室外现场测试,实现单用户设备20Git/s的峰值传输速度。
不过,按照预期,最终5G的传输速率将可实现1Gb/s,比4G快十倍以上,要如何实现?这其中的关键技术在于5G采用了毫米波。
1. 什么是毫米波
什么是毫米波?这会是5G实现高速传输的关键所在吗?实际上,毫米波是指波长在1~10毫米的电磁波,其频率大约在30GHz~300GHz之间。它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼具两种波普的特点。理论上讲,毫米波是光波向低频的发展与微波向高频的延伸。
从通信原理来看,无线通信最大信号带宽约在载波频率的5%左右,也就是说,载波频率越高,其可实现的信号带宽也就越大。此外,在毫米波频段中,28GHz与60GHz是最有望应用在5G通信的两个频段。其中,28GHz的可用频谱带宽可达1GHz,60GHz每个信道的可用信号带宽则可达2GHz。
与5G通信相比,4G-LTE的频段最高频率约在2GHz左右,因而其可用频谱带宽只有100MHz;使用毫米波频段,频谱带宽则可翻10倍,传输速率也将更快。因此,5G将不仅仅意味着10秒传输一部1GB电影,其还将支撑例如云端游戏、虚拟现实等更多的应用。
2. 宝贵的频带资源
众说周知,无线通信依托于电磁波传播,最宝贵的资源莫过于频带。目前,电信业者已开始研究毫米波技术,以便找到最适合移动应用的频率范围。为了统一全球的毫米波频率标准,国际电信联盟(ITU)在近期的世界无线电通讯大会结束后,公布了24GHz到86GHz之间的全球可用频率的建议列表,最后28GHz、39GHz与73GHz三个频带逐渐脱颖而出。
73GHz中有2GHz的连续带宽可用于移动通讯,这是拟议频率频谱中范围最广的;28GHz仅提供850MHz的带宽;在美国,39GHz附近就有两个频带提供1.6GHz与1.4GHz带宽。此外,根据Shannon定律,即更高的带宽代表更高的数据传输量,73GHz与另外两个频率相较更具
5G来了,VR/AR概念似乎回暖了。投资、咨询、市场分析等领域里关注5G+VR/AR的人又多了起来。然而也有不少从业者认为5G+VR/AR纯属概念炒作,认为两者之间并没有一毛线关系,甚至大有谈5G就踢群的架势。
所以5G+VR/AR到底有没有真实的价值?在做了相关的研究后,我们认为:
1、5G的大带宽特性对于VR的价值是在线观看5K以上分辨率的全景视频,对于AR在现阶段价值不大。
2、5G低时延特性的价值是通过云游戏技术提升画质,同时帮助云游戏技术降低其“网络时延”,使得采用云游戏技术方案的VR/AR产品的“运动到成像时延”能够达到20毫秒的及格线以内(“网络时延”是“运动到成像时延”的组成部分)。
3、5G的低时延特性并无法直接帮助现在的VR/AR产品降低“运动到成像时延”。
下文我们将详细拆解5G与VR/AR的关系。
对于AR来说,5G的大带宽有什么作用?
当前行业所畅想的AR眼镜应用场景主要分为两类:
第一类是手机的大屏化:将手机操作系统变成一个大屏的、多窗口的体验。
手机的大屏化场景所需的网络带宽与现有手机和PC无差异,5G无法提供额外的附加价值。
第二类是原生AR体验:即利用计算机视觉识别现实中的场景,将虚拟信息有机的叠加到现实的场景中。
原生AR体验往往是基于3D图形的,5G大带宽的作用主要是提升3D模型的实时加载速度,让3D模型无需提前下载到本地,只有需要用到的时候再从云端进行加载,减少包体大小(注意,这并不是云游戏的技术方案)。
然而3D图形加载速度这个改善的价值十分微小。受限于移动设备的算力,3D模型文件体积并不大,而且大部分应用场景对于实时加载的需求也并不强烈。
只有等到对3D模型的精度需求极高、对3D模型实时加载的需求很强的情况下,5G才有其发挥的价值。目前能看到这样的场景就是VR/AR Telepresence(又称VR/AR Holoportation),即将人体进行3D重建或体量捕捉(Volumetric Capture)后,远程进行近似于面对面一般的VR/AR通信。不过这样的技术还处于实验室阶段,距离消费市场还很遥远。
另外,由于AR眼镜并不适合观看全景视频,因此5G的大带宽也无用武之地。
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