5G关键技术-毫米波

•波长在1到10毫米之间的电磁波，通常对应于30GHz至300GHz之间的无线电频谱

•该术语通常对应于38、60以及94GHz附近的几个频带

•美国联邦通信委员会早在2015年就已经率先规划了28GHz、37GHz、39Ghz和64-71Ghz四个频段为美国5G毫米波推荐频段。这个几个频带适合长距离通讯，不像60GHz必须承受约20dB/km的氧气吸收损耗，信号损耗较大（大气传播损失通常以每公里传播的分贝（dB）损失来进行定义）。这些频率也能在多路径环境中顺利运作，并且能用于非可视距离(NLoS)通讯。透过高定向天线搭配波束成形与波束追踪功能，毫米波便能提供稳定且高度安全的连结。

•3GPP决定5G NR继续使用OFDM技术，因此相对于4G，5G并没有颠覆式创新。毫米波是5G最大的“新意”。5G其它新技术的引入，比如massive

MIMO、新的numerology（子载波间隔等）、LDPC/Polar码等等，都与毫米波密切相关，都是为了让OFDM技术能更好地扩展到毫米波段。

•5G 也可以被称为“扩展到毫米波的增强型4G”或者“扩展到毫米波的增强型LTE”。

• 随着移动通信的飞速发展，30GHz之内的频率资源几乎被用完了

由频率、波长、天线的关系，可以看到， 频率约高、波长越短、天线越短 。因此就又了毫米波

•是可用的大量频谱带宽。以往，基于sub 6GHz频段的4GLTE蜂窝系统可以使用的最大带宽是100MHz，数据速率不超过1Gbps。而在毫米波频段，移动应用可以使用的最大带宽是400MHz，数据速率高达10Gbps甚至更多

•其次，毫米波波束窄，方向性好，有极高的空间分辨力。这一特性使得运营商可以部署紧邻的多个独立链接而不会互相干扰，毫米波非常适用于网络拓扑，例如点对点网格，密集的轮辐和环形

•对沙尘和烟雾具有很强的穿透性，原件尺寸小，探测能力强，安全保密高，许可证价格低廉

•传播损耗太，传输距离短（尤其是降雨时），器件加工精度要求高

新空口可以灵活适配众多业务， 频谱效率至少提升3倍。

第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。

国际电信联盟（ITU）定义了5G的三大类应用场景，即增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信（uRLLC)和海量机器类通信（mMTC)。增强移动宽带（eMBB）主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验。

超高可靠低时延通信（uRLLC)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求；海量机器类通信（mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。

为满足5G多样化的应用场景需求，5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标，其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征，用户体验速率达1Gbps，时延低至1ms，用户连接能力达100万连接／平方公里。

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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