【導讀】五代（5G）無線基礎設施不僅為新應用開辟了道路，還極大地改善了4G及前幾代無線應用。隨著5G網絡性能的提高，通信速度將更快，延遲更低，交互性也更佳。這對消費者體驗和機器對機器（M2M）通信來說都是好消息。5G將通過單一移動網絡提供以下三種服務：
• 增強型移動寬帶（eMBB），滿足以人為中心的內容和服務接入用例需求。
• 大規模機器類通信（mMTC），在要求不高的低功耗設備之間進行數據交換。
• 超高可靠超低時延通信（URLLC），在要求非常嚴格的設備之間進行數據交換。
本文將探討5G增強技術如何改進現有應用，并為更具創新性的應用創建平臺。
5G無線技術與應用
5G通信是設備之間的通信手段，但也是一項能真正改進現有應用的使能技術。讓我們來一起探索5G無線網絡對現有應用和新興應用有著怎樣的意義。
互聯網支持
將互聯網引入消費型智能手機和平板電腦是5G網絡最早且規模最大的一次部署。憑借更高的傳輸速度和更低的延遲，消費者也將看到5G連接不僅是消費類設備，也是家庭（固定無線接入）的互聯網接入渠道。像波束成形這樣的技術（可以將信號聚焦成指向用戶的波束，而不是向所有方向廣播）可提高用戶信號的完整性，同時又能將對其他用戶的信號干擾降至最低。
虛擬現實與增強現實
虛擬現實（VR）通過頭顯構建一個可以交互的合成（計算機生成的）環境。VR頭顯具有實時頭部跟蹤功能，可以根據頭部運動改變場景中的視角。增強現實（AR）不是構建一個合成環境，而是使用頭顯或智能手機將合成對象覆蓋到人們所見的現實世界之上。這兩種技術都將受益于5G網絡的大容量：5G的超高傳輸速度有利于構建合成世界并將其從遠程云（稱為云渲染）傳輸到VR設備，而5G的超低延遲性能可以快速響應頭部運動，只將當前場景呈現給用戶。
物聯網
物聯網（IoT）是指通過互聯網將日常物品（如洗碗機、門鈴）連接起來。在降低成本之后，5G的驚人速度和容量將導致新的物聯網設備和服務呈爆炸式增長。從某種程度上來看，這種擴展表現為5G網絡能夠在小范圍內連接大量設備（例如在一平方米范圍內連接一百萬個終端設備）。5G可以通過多輸入多輸出（MIMO）與同一區域內的大量設備通信。MIMO是指增加基站的天線數量以擴大其網絡容量，或者使用多徑傳播在同一無線信道上發送和接收多個數據信號。這兩種情況都擁有較高的容量能與更多設備進行通信，而不需要額外的無線電頻譜。
自動駕駛汽車
自動駕駛汽車（AV）是無需人工輸入就能自動導航的汽車，例如，無人駕駛汽車。AV在沒有5G無線基礎設施的情況下也可以工作，但隨著速度更快、延遲更低的5G通信的出現，將會發展出各種新興AV技術。通信技術的改進可以為司機或乘客提供一系列服務，包括娛樂（如視頻、音樂）和寬帶接入。借助于5G技術，駕駛員可以受益于自動調整的導航和路線，這種調整是通過將實時事故或擁堵信息整合到一起來實現的；也可以實現車車（V2V）通信以優化交通狀況（例如變道協調）。
監控
5G技術將給音視頻監控帶來巨大的變化。如今，大多數監控解決方案都依賴于互聯網協議（IP）網絡，以通過Wi-Fi連接到可以提供有限帶寬的互聯網服務提供商（ISP）。許多解決方案都支持雙向通信，但這種通信可能會受到非對稱IP網絡（即下載速度大于上載速度）的影響。5G網絡的可用帶寬允許流暢地流式傳輸高分辨率視頻（如1080p高清視頻），而第三代（3G）或第四代（4G）無線網絡則無法做到。5G通信速度支持在云端進行實時人臉檢測和識別。攝像頭在捕捉到高分辨率視頻幀時，便會將所有幀上傳到云端進行處理。攝像頭在檢測到人臉后會使用一個矩形框出人臉的范圍，并上傳到獨立的云端服務器。這一操作有助于更好地使用5G基礎設施，因為發送到云端的圖像更小，在接收后便可進行處理，因此能夠并行處理這個復雜的識別過程。
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本文轉載自貿澤電子。
作者簡介
M. Tim Jones是一位經驗豐富的嵌入式固件架構師，擁有超過30年的架構和開發經驗。Tim曾撰寫過多本書和許多文章，涉及軟件和固件開發的各個領域。他的工程背景包括為地球同步軌道航天器開發內核以及嵌入式系統架構和協議開發。
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