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在高通公司 5G无处不在几乎应有尽有

很容易将5G称为不可避免的。无论如何,一些下一代蜂窝技术肯定会将2G,3G和4G推向全球生活的主流。

很难预测5G将是无所不在的。直到两年前,蜂窝技术很快就会进入几乎所有东西 - 包括汽车,工厂和混合现实眼镜 - 的想法充其量只是工程师们的幻想,几个月甚至几年之后都不被人们接受为科学事实而不是科幻小说。

最难的部分是设计有形和无形的组件和系统,这些组件和系统实际上将在未来五年内普及。很难量化执行此类策略所需的愿景,moxie,历史专业知识和人才的确切组合,更不用说按时或提前完成,但我可以保证,如果有五家公司在一个能够做到这一点的世界,一个人将处于最重要的位置。

这就是我昨天访问高通的原因,他花了一整天的时间与其开发团队会面并看到他们最新的一些研究项目。随着5G时代的真正开始,我想要衡量一下我自己即将推出的广告的广度,以便我能够准备好覆盖它。

经过七个小时的演示和讨论,我留下了两个印象。即将推出的内容非常令人兴奋:在大多数情况下,性能比预期更高,远远超过您习惯的水平。并且没有人能够准备好全面覆盖它。仅高通公司的5G工作范围涉及如此众多的行业,并呼吁拥有如此广泛的专业知识,只有拥有多个协调领导者和数万名员工的公司才能解决所有问题。

这是对当前正在发生的事情的高级别了解。

移动设备

三年有什么不同。在上面的照片中,您可以看到2017年,2018年和2019年推出了多少5G调制解调器:去年,右侧巨大的重型服务器机架单元被小型化为早期的Snapdragon X50调制解调器,适合于砖状内部黑色测试单位。然后,这些部件缩小为一个明确支持的5G智能手机参考设计高通公司今年早些时候在CES上公开展示- 完成了比火柴更短的无线电天线。

与4G的情况一样,第一轮5G手机主要针对早期采用者 - 高通和运营商从设备推出的第一天就仔细传达了这一点。如果你正考虑加入三星的Galaxy S10 5G,它的警告在它被确定之前就已经清楚了:即使在城市中,早期的网络覆盖范围也会受到限制,它不适用于所有特定运营商的塔楼,并且会有一些出牙的痛苦。在美国,运营商将其作为早期用户首次体验移动5G,疣和所有产品的一种方式,这正是它所提供的:峰值速度超过1Gbps,否则会严重影响LTE。如果差距困扰你,那是因为差异很大。

虽然对S10 5G等早期设备的一些担忧是完全有效的,但我认为其他设备已被耸人听闻。无论如何,在现有硬件的软件更新与新芯片的新设备之间,我们即将进入第5轮第2轮,高速性能将变得更加普遍。

未来几个月,更多塔,新塔软件,低于6GHz频率的动态4G / 5G频谱共享以及功能更强大的手机都将迎来。这意味着5G设备将花费更多时间来提供疯狂的快速下载速度。美国三大运营商中至少有两家在2020年承诺全国范围内的5G,第三家预计至少有50%的人口覆盖率,所以问题不在于你的城市是否有5G - 这是多久。

移动5G的两个关键领域是室内和室外性能的提升。该公司目前正在测试下一代名为Project Pentari的5G无线电系统12层,从高通公司总部的屋顶俯瞰圣地亚哥,能够使用波束成形技术,使用3.5GHz频谱提供极快的速度。它不是将无线电信号分散在120或130度的手电筒式宽弧中,而是将6.5度光束引导到大约1英里距离的特定接收设备,使多个用户能够达到750Mbps到3Gbps的速度,具体取决于系统的配置。

高通还继续看好更高性能的毫米波5G,现在它正在推进更长距离的天线功能 - 我将在接下来的两个部分讨论这个话题。

室内移动5G

拥有大量人员的室内场所 - 交通枢纽,公共场所和办公楼 - 是高通公司为提高移动5G性能而大力开展工作的另一个关键领域。目标是有效地覆盖您最喜爱的地铁站,机场,体育馆和其他具有5G覆盖范围的聚集空间,为此,该公司发现只需将毫米波单元放置在与Wi-Fi基站相同的室内位置产量稳定。

如上图所示,该策略可在巴塞罗那42,750平方米的会议中心大厅内实现全面的5G服务,零死区,同时利用Fira Gran Via现有的有线回程基础设施。地下北京地铁站和室内办公环境的类似部署覆盖率接近98%,同时提供15Tbps范围内的总网络下载吞吐量 - 足以让数十名员工或数百人分享,每个人都享有超快的性能。

家庭和办公室宽带

几年前,依靠家庭宽带的蜂窝连接的想法几乎是可笑的 - 在低速LTE的可能性和某些地区的连接变幻莫测之间,你在俄罗斯轮盘赌中失利的可能性要大于获胜使用4G连接进行家庭或办公室互联网接入。5G的几率要好得多。速度要快得多,可以与人们从典型的有线宽带套装中获得的速度相媲美,并且调制解调器硬件的功能也越来越强大。

上述参考设计说明了Qualcomm将在明年推进家庭和办公室蜂窝宽带的发展方式。这是一个5G室外机,设计用于安装在家外,作为有线电视公司称之为“最后一英里”有线连接的替代品 - 实际出现在每个房屋并将新电缆物理地移植到现有有线网络上的痛苦过程。相反,这个无线盒只是安装在类似于(小)卫星天线的外面,并且您连接了Wi-Fi,以太网或其他接入点,因此所有现有设备都可以共享1Gbps + 5G连接。

高通公司在这方面的最大新闻是,它刚刚大幅提升了这些设备中毫米波5G天线的射程,可以在正常高度的一公里到一英里之间连接,具体取决于常见的障碍物;在更高,无障碍的高度可以实现更长的距离。

虽然毫米波的早期重点主要集中在人口稠密的城市环境和聚集地,但该公司坚信硬件也可以为农村客户提供服务。拥有岩石或其他挑战性土地的人们可以从高带宽点对点无线连接中受益 - 假设运营商(包括较小的二级域名)努力为其客户带来高质量的连接。高通公司已准备好为已准备好采用并采用它的公司提供技术支持。

VR / AR / XR

关于Qualcomm混合现实硬件的当前状态我能说的最好的事情可能听起来不像它实际上那么令人印象深刻,但如果你用苹果公司已故创始人史蒂夫乔布斯的声音听到它,你会明白我的意思:

它只是有效。

我们多年来一直被无线混合现实的“即将来临”的前景所取笑,这与有线混合现实无法区分,反过来,几乎与现实不同。没有人知道所有技术部件将如何以及何时聚集在一起,但在XR行业内,毫无疑问它会发生 - 渐进但最终。

至少对于VR来说,现在是时候了。高通公司展示了一款实时,完全无线的XR参考耳机,该耳机通过Wi-Fi从大楼其他地方的服务器直接传输低延迟,高分辨率视频。您不能像我一样查看轻型护目镜,但上面的分屏显示基本上显示了我所看到的:PC口径立体3D图形明显优于刚刚发布的Oculus Quest,而同样可以从任何电缆中取出跟踪或电源。

这背后有重要的技术:视频中没有明显的伪像或降级,没有明显的延迟,以及基于Snapdragon的客户端耳机位置数据与服务器数据传输之间的紧密集成。虽然60GHz Wi-Fi似乎是目前XR的首选无线技术,但下一步是5G。

高通公司的Hiren Bhinde告诉我,该公司对对其参考耳机感兴趣的OEM的支持如此全面 - 从软件堆栈到组件采购和制造合作伙伴 - 假设OEM,产品可以在短短四个月内从参考设计转向市场击中地面。由OEM提供设备的内容,体验和第三方开发人员支持,但如果您最喜欢的公司想要提供XR耳机,它可能会在不到一年的时间内从零到零。

自从决定追求业务以来,该公司一直在不断探索扩展现实体验的核心要素,并且随着时间的推移,人工智能 - 通常是行业流行语 - 实际上将在XR体验的每个部分中发挥重要作用。计算机视觉和机器学习使设备的空间感知能够用于场景映射和用户跟踪,而AI还在语音输入和输出的音频处理中扮演角色,以及其他功能。

展望未来,高通公司预计人工智能还将为VR游戏中的应用和代理商提供类似Alexa的虚拟助手,以及微软最近展示的实时AR语言翻译和主题演示能力。它的HoloLens 2演示。我个人对Snapdragon动力AR眼镜的下一阶段感到非常兴奋,但这是另一个话题。

汽车和C-V2X

如果没有深入探讨这个话题,我会注意到高通公司为联网汽车所做的工作同样令人着迷和令人兴奋 - 尽管正如公司的卡尔·奥蒙德告诉我的那样,这在很大程度上是一个问题,我所看到的技术何时会融入汽车而不是他们是否会来。汽车行业目前的运行滞后五年,因此今天开发的解决方案直到2024年才开始出现在生产车辆中。因此,即使是未来的仪表板,车辆到车辆通信和下一级自动驾驶已经在一两年前就已经开始了,在我们看到他们进入汽车之前可能会再过几年。

什么事发生了?想象一下,使用3D面部扫描和指纹而不是钥匙来解锁和启动汽车。图5G智能手机风格的应用程序直接在您的视野中进行通信和平板电脑风格的地图 - 甚至可能嵌入您的方向盘 - 而不是在中控台屏幕或口袋中。然后了解从移动通信到您与道路和其他车辆的互动的所有内容将通过无线方式捆绑在一起,使用车辆到车辆,车辆到基础设施,车辆到网络和车辆到行人的混合协议。

高通公司的一个演示展示了一辆使用人体识别和机器学习的汽车,以预测人们何时穿过人行横道,将这些信息传达给驾驶员和附近的联网汽车。有了预测性和实际信息,最近的汽车可以在撞到一个人之前自动停止,而它后面的汽车可能知道减速或停止而不是引起链条碰撞。另一个演示显示了一辆车与人行横道分享转弯信号意图和行人过路信息,使驾驶员和附近的交通信号能够知道人或车辆何时安全移动。

我不相信车祸很快就会成为过去。但随着先进的预警技术进入汽车,汽车能够与其他汽车自动共享这些警告,对于司机,乘客和行人而言,道路将比几十年来更安全。

工业物联网

我只是简单介绍的另一个主题是一个非常大的主题:在工业环境中使用5G。高通公司去年表示,它正致力于为工厂自动化开发5G解决方案,使机器人能够无线运行而不需要以太网电缆。这听起来很容易,直到你意识到机器人以超人的速度作为装配线的一部分运行,这样毫秒甚至个别数据包级错误实际上都很重要,因此制造公司不愿意接受“足够好”。

它们要求99.9999%的可靠性,理想情况是如果存在丢包错误,它们永远不会连续两次出现。这种精确度意味着工厂不需要关闭其生产线,这是制造商不会以任何频率容忍的一定程度的失败。为实现这一目标,高通公司在工业环境中使用多个5G无线电,以确保机器人始终可以接收订单,无论工作区域内可能出现的障碍物如何。这些无线电不仅可以用于工业自动化,还可以处理安全摄像机,AR头戴式耳机,边缘计算机,手持终端,叉车等引导车辆以及在该空间内运行的传感器的数据。

上图显示了一个超可靠的5G系统如何工作。双基站系统可以实现99.95%以上的可靠性,因此在24小时内将丢失3740,000个数据包中的8640万个数据包,而更加冗余的四基站系统将超过99.9999%可靠性,仅损失50个在同一时间内的8640万个数据包。至关重要的是,这50个包中没有一个是连续的,因此它们不是需要工厂暂停生产的显示器。

工业物联网并不性感,其重要性很难解释。但是,当一家公司因为布线和相关的物理因素而需要花费六个月的时间重新配置其生产线时,现在可以使用便携式无线设备在六天内完成所有工作,这意味着您想要的新事物可以更快地完成。而且更好。

许可

没有两张我可以与你分享的图片说明了我要做的事情要比那些词语上下文字更好。虽然Qualcomm主要以为日益重要的产品提供动力的芯片而闻名,但其芯片开发得到了工程研发和专利许可的结合 - 无论是针对推向市场还是成功的产品,以及您从未听说过的产品。但为未来的创新铺平了道路。

对于像我们这样的普通用户来说,5G是一个完成的交易 - 在玻璃和金属盒内基本上解决了挑战,可以在不知道任何工作或部件使其成为可能的情况下享受。但高通公司的存在是为了在大多数人意识到存在值得解决的问题之前多年来思考和解决技术挑战。

当我查看测试台和演示区时,我忍不住想一想开发它们时的人工和独创性。考虑上面的蓝色大框:抛开内部发生的魔力,看看背面,你会看到有人需要物理连接每根电缆以支持其庞大的天线阵列。这只是一个网站上的一个盒子,谁可以计算出这样的盒子,测试,失败和小成功的数量,甚至在它准备放入口袋之前需要一项技术?

“这就是关于研究的事情,”高通公司高级工程副总裁Durga Malladi告诉我。“当某种技术,即使它具有自己的优点......仍然没有起飞,其原因很可能是它超前于它的时间。而且需要很长时间。“

一个例子:十多年前创建并向蜂窝运营商提供点对点设备通信,但没有人采用它。经过长时间的反思,Malladi说,“我们正在思考它,我们说,也许它还没有为设备做好准备。但是,如果不是设备,我们称之为这些设备的车辆呢?这是V2X的起源,车辆相互通信“等等。

Malladi表示,今天闪存到今天,“在那个领域有很多活动,大规模试验”与福特以及汽车行业的大部分竞争。在这个概念似乎注定要默默无闻之后的几年里,汽车正在接受这项功能的测试,甚至原来的愿景也显然引起了人们的兴趣。“所以你必须保持信心。如果你在研究中学到一件事,那就是耐心。“

这种努力的劳动力是以数年和数万人来衡量的,而成本则以数十亿美元来衡量。高通并不是唯一一家从事这项研发或致力于开发蜂窝标准的公司(参见:华为和诺基亚),但其贡献具有重要的价值,其人员,资金和时间投入巨大。因此,它从想要在其产品中使用其创新的公司收取许可费,通常作为产品销售的固定百分比,但是上限使得它在800美元的手机上的版税不会像在400美元的电话 - 相反,版税在每种情况下都是相同的。

许可证一直是高通公司的一个有争议的部分,因为一些被许可人 -最着名的是苹果公司- 公开拒绝让许可费用过多地削减到他们自己的利润率,即使这仅仅是使用其他人花费劳动力的创新的成本,金钱和时间发展。然而我的感觉是,通过许可收回研发成本,使高通公司能够向前看并进入新市场,而不必担心其唯一的补偿将是可以商品化的芯片。

根据我昨天的访问,很明显5G不会在未来几年内触及很多市场;它确实会改变它们。虽然值得关注其他无线和系统建设公司将在5G领域做些什么,但我相信高通公司是在可预见的未来领先的最佳公司。