5G—未來高速移動網路

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5G代表「第五代」，指移動通信領域的下一新標準。該標準將替代現在的LTE標準(4G)。之前的通信標準為UMTS (3G)與GSM (2G)。5G通信將提供傳輸速度高達10Gbit，響應時間極短的帶寬。這樣可達到更快的傳輸速率，滿足日益網路化的社會提出的更高通信要求。5G將極大降低數據傳輸所需的動力：與之前的標準相比，5G在傳輸每個比特時僅需之前的千分之一動力。

• 數據傳輸速率高達現有速率的百倍

利用5G，各種設備可實時發送和接收數據。這對工業4.0計劃至關重要，同時也將在日常應用中帶來出色的用戶體驗。

• 數據處理能力增大至千倍

利用5G，大量並發用戶可快速且可靠地發送和接收數據，尤其在大型活動中可為用戶帶來顯著益處。

• 極大減少延遲時間

5G可實現實時通信，毫秒快速反映對互聯型汽車、工業4.0以及遠距離醫療而言非常重要。

• 加大提高網路可靠性極

5G可確保連接的穩定性。即使在速度高達600公里/小時的火車上或在移動無線基站覆蓋範圍的周邊，都能實現這一點。

• 滿足高水準安全要求

5G意味著將有更多數據傳輸至更多設備，所有設備和數據必須防範未授權的訪問。

• 毫米波

迄今為止，智能手機和其他電子設備所使用的頻率範圍非常窄，一般在3 KHz到3 GHz之間。而使用這一頻率範圍的移動互聯設備和設施在迅速增加，因此導致數據傳輸速度越來越慢，網路也越來越容易連接失敗。有效解決方案是使用低於6 GHz的頻率範圍，但在頻率範圍在大概30到300 GHz之間的毫米波中，移動設備並不傳輸數據。這裡提供足夠的寬頻用於物聯網。但毫米波存在一個缺點是他們無法穿透石牆，而且可能會被樹木或大雨吸收。

• 小基站網路

為避免毫米範圍內的數據傳輸盲點，許多小型發射站位於用戶附近。這些發射站可形成擴展現有蜂窩網路的小基站網路。以這種方式擴展網路可以較低的傳輸功率水平來縮短與用戶間的距離。由於站點間隔縮短，蜂窩或IoT設備可隨時找到與下一個站點的良好連接。英飛凌提供達到上述不低所需要的最大頻率部件。

• 大規模MIMO

在使用MIMO 技術（多輸入多輸出）的傳輸系統中，數據流通過多個發射和接收天線來傳輸。此舉可改善接收信號，儘可能延長距離並提高整體數據吞吐量。通常LTE最多可組合八個天線元件，而5G則需要更大的功率。這種優化的多天線技術（或稱為大規模 MIMO），通過倍增增加蜂窩網路的容量。

• 波束形成

信號利用傳統天線向各個方向均勻放射。如果這些信號與其他發射機的信號重疊，可能會形成干擾並對信號傳輸造成重大損害。大規模 MIMO 多天線技術與波束形成結合解決了這一問題：即用多個天線以交錯的間隔發送相同的信號，發射機瞄準客戶的大致位置並相應地調整其發射功率 — 從而生成信號波束或波束形成。這意味著波束形成發射機可向不同的方向對各個接收者發送單獨的信號。此操作擴大了覆蓋範圍，確保連接更穩定而且傳輸速度更高，此外還降低了不必要的無線電干擾。

• 半導體方案確保了數據的安全性

連接性增強意味著對數據安全性的要求也隨之提高。智能家居、互聯汽車和工業 4.0 需要防止未授權的訪問並確保數據和流程的安全。由於採用創新半導體安全解決方案，英飛凌也在保護未來的 5G 蜂窩結構免受數量劇增的安全威脅的影響。

• 在城市下班後的情形

Isabel Grainger與銷售部同事的會議持續到深夜。然後她開車回家，在夜晚中的城市中穿行，她一直在想：「還好這個時候不會出現高峰時段那樣的交通堵塞。」從這個城市的北部開車到她位於南部郊區的家，在傍晚一般都要花一個多小時。

不過，加班晚回家的一個問題是在街上幾乎找不到停車的地方。不過現在 Isabel 不用為此發愁。她居住的區域現在被納入一個試點項目。街燈配備雷達感測器和射頻識別 (RFID) 晶元。這些感測器和晶元可檢測到附近是否有空的停車位置，並將該信息通過移動網路傳輸至一個中央伺服器。

Isabel 汽車上裝有相應的應用程序。這個應用程序會在導航系統上向她顯示在哪些街燈下有停車的位置。實際上，Isabel 不需要花很長時間就能找到停車位置。她能把車停在離她家約 150 碼的地方。「這讓停車方便多了，」她在停車時這樣想。「可以節省不少時間和燃油。這樣不會因需要第三次沿著相同街道駕駛找尋停車位置而干擾鄰居。」

• 一夜變「新」車

John Spencer也在操控汽車，將其停在空位上。他在幾個月前剛租借了這輛車，他對這輛車的所有新功能仍充滿好奇心。該車能夠在擁堵的交通中完全自動行駛。「放佛一台帶了輪子的電腦」，當經銷商向他解釋所有功能時他這麼想。

當他關閉發動機時，顯示屏上顯示一條信息：車輛製造商在向他提供一款軟體更新版，該軟體配置了大量的新功能，可提高駕駛安全性和便捷性。他甚至不需要驅車至製造商的工作間就可獲取更新版軟體。與手機類似，他可以通過汽車的移動介面——即遠程信息處理單元獲得更新版軟體。安全晶元有助於確保僅獲得授權的服務提供商可訪問這輛車。

利用高速5G網路，20分鐘之內就可完成新版軟體的下載和安裝。由於John第二天早上才需要使用這輛車，因此他確認進行更新。他從車中出來並在更新版軟體下載完畢時鎖車。更新的用戶指南將在幾秒內自動發送至他的手機。這意味著他可以馬上了解有關新功能的更多信息。第二天一早，他就可以使用改進後的車輛功能。

• 隨時了解賽況

一個球員以完美的精準度將球傳給空閑中鋒。這位中鋒球員立即接球並馬上射門。射門成功！場上70,000 余名觀眾一片歡騰。Gregory West和他的兒子在足球體育館裡觀看比賽。和往常一樣，Julian將手機拿在手上。他正在觀看球場上的賽況，不過同時也在看手機。一家國內大型電視台正在互聯網上播放比賽實況。

Julian可以在他們面前的球場關注比賽情況，不過他也同時關注手機上的比賽播放情況，手機上的視頻從攝像機的不同角度來展示球員動作。多虧5G高速網路，視頻播放未出現任何延遲現象。Julian甚至在耳朵里塞了一個小型無線揚聲器，這樣他可以同時聽到電台的評論。

Gregory喜歡沉浸在體育館內激動人心的氣氛中。他朝四周看了看。有許多觀眾在同時使用手機觀看比賽。這在大型賽事上已成為一個趨勢。「真是不錯，」他這樣想。「幾千人可以同時通過手機互聯網順暢地觀看比賽。」