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　　隨著通信市場各大供應(yīng)商摩拳擦掌，5G時代的到來或許早已不可避免。無論如何，2G、3G和4G的下一代蜂窩技術(shù)肯定會成為未來全球生活的主流。

　　但5G是否會成為無所不在的“下一代”仍不可知。直到兩年前，蜂窩技術(shù)將會大舉入侵幾乎所有領(lǐng)域（包括汽車、工廠和混合現(xiàn)實眼鏡等）的想法充其量不過是工程師們的美好幻想。但幾年，甚至幾個月后，人們便接受這的確是科學(xué)事實，而非科幻小說。

　　而難度最大的部分是設(shè)計出有形和無形的組件和系統(tǒng)，使5G技術(shù)在未來五年內(nèi)普及。實施這一戰(zhàn)略所需的愿景、勇氣、歷史知識和人才的確切組合難以量化，更不用提使其按時或提前完成，但我可以保證，如果全球有五家公司能做到這一點，其中一家必定位居榜首。

　　這正是我昨天走訪高通的原因。我花了一整天時間與開發(fā)團隊交流，并了解他們最新的一些研究項目。隨著5G時代真正來臨，我想衡量一下5G發(fā)展的深度和廣度，這樣我才能做好充分準備進行全面的報道。

　　經(jīng)過七個小時的演示和討論，有兩點令我印象深刻。即將推出的5G技術(shù)令人振奮：總體而言，性能比預(yù)期更高，遠遠超過我們?nèi)粘Ｊ褂玫募夹g(shù)水平。而對5G進行全面且深刻的報道幾乎是不可能的：僅高通公司的5G范圍便涉及如此眾多的行業(yè)，需要掌握如此廣泛的專業(yè)知識。這一點或許只有擁有多個協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)者和數(shù)萬名員工的公司才能做到。

　　5G究竟進展如何？請看下文詳解。

　　移動設(shè)備

　　科技行業(yè)，日新月異。三年足以使科技行業(yè)產(chǎn)生巨變。

　　與4G剛推出時采取的方式相同，首批5G手機主要針對早期采用者投放，高通和運營商也從設(shè)備推出的第一天就明確地傳達了這一點。而5G版本的三星Galaxy S10早在這款手機被命名以前就明確表示：即使在城市，包括指定運營商在內(nèi)的早期網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍也會受到限制，可以想象，使用過程中將會出現(xiàn)的不便無法避免。在美國，運營商以這種方式使早期用戶優(yōu)先體驗5G的便利（和不便）：最快速度超過1Gbps，而非5G用戶只能使用LTE。巨大的速度差距的確可能令人惱怒。

　　雖然對S10等早期5G設(shè)備的一些擔(dān)憂并非空穴來風(fēng)，但我認為其他設(shè)備的傳言的確有點危言聳聽。無論如何，在現(xiàn)有硬件的軟件更新與搭載新芯片的新設(shè)備之時，我們即將進入5G的第二階段，高速性能將不足為奇。

　　未來幾個月內(nèi)將會涌現(xiàn)出更多的信號發(fā)射塔和與之匹配的新軟件，低于6GHz頻率的動態(tài)4G/5G頻譜共享以及功能更強大的手機。這意味著5G設(shè)備將投入更多時間來提升瘋狂的快速下載速度。美國三大運營商中，至少有兩家承諾在2020年實現(xiàn)全國5G覆蓋，第三家則預(yù)計至少覆蓋50％的人口。所以問題的關(guān)鍵不在于你的城市是否覆蓋5G，而是將在什么時候覆蓋5G。

　　移動5G的兩個關(guān)鍵領(lǐng)域是室內(nèi)和室外性能的提升。高通正在圣地亞哥測試下一代5G無線電系統(tǒng)——Project Pentari。該系統(tǒng)能夠使用波束成形技術(shù)，利用3.5GHz頻譜提供極快的速度。其原理不是將無線電信號分散在120或130度的手電筒式寬弧中，而是將6.5度光束引導(dǎo)到大約1英里距離的特定接收設(shè)備，使多個用戶的使用速度達到750Mbp至3Gbps，但具體速度取決于系統(tǒng)的配置。

　　高通還繼續(xù)看好更高性能的5G毫米波，現(xiàn)在該公司正推進更長距離的天線功能。我將在接下來的兩個部分討論這個話題。

　　室內(nèi)移動5G

　　包括交通樞紐、公共場所以及辦公大樓在內(nèi)的人員密集的室內(nèi)場所是高通公司大力提高移動5G性能的另一個關(guān)鍵區(qū)域。而高通的目標正是使地鐵站、機場、體育館和其他密集空間有效地部署5G覆蓋。為此，該公司發(fā)現(xiàn)只需將毫米波單元放置于與Wi-Fi基站相同的室內(nèi)位置便可使5G穩(wěn)定覆蓋。

　　這一方法在利用Fira Gran Via公司現(xiàn)有的有線回程設(shè)施的基礎(chǔ)上，為巴塞羅那一個面積達4.275萬平方米的會議中心大廳提供了全面、無死角的5G服務(wù)。在北京某地鐵站和某室內(nèi)辦公樓中，類似部署的5G覆蓋率接近98%，同時提供15 Tbps范圍內(nèi)的總網(wǎng)絡(luò)下載量。這足以滿足數(shù)十名員工或數(shù)百人的網(wǎng)絡(luò)需求，使每個人都能獲得超快的網(wǎng)絡(luò)性能體驗。

　　家庭與辦公室寬帶

　　幾年前，依靠蜂窩網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)家庭寬帶的想法幾乎是可笑的，因為LTE的速度慢可能極慢，某些地區(qū)連接的穩(wěn)定性也可能難以捉摸。你在俄羅斯輪盤賭中輸?shù)舻目赡苄砸仍诩彝セ蜣k公室中成功接入互聯(lián)網(wǎng)使用4G的可能性更大。但5G的速度大大提高，可以與典型的有線寬帶的速度相媲美，并且調(diào)制解調(diào)器硬件的功能也越來越強大。

　　在這方面，高通公司最振奮的進展是剛剛大幅提升了這些設(shè)備的毫米波5G天線射程，可以在一公里至一英里的正常高度之間實現(xiàn)連接（具體高度取決于常見的障礙物）；甚至在更高、更通暢的高度也可以實現(xiàn)。

　　雖然毫米波的早期部署重點主要集中在人口密集的城市和聚集地，但高通堅信其硬件也可以服務(wù)農(nóng)村用戶。如果運營商（以及二級運營商）努力為用戶提供高質(zhì)量的連接，山區(qū)和其他地形復(fù)雜地區(qū)的人們也可以從高帶寬點對點無線連接中受益。高通公司已為有意采用其技術(shù)的企業(yè)做好了充分的技術(shù)支持。

　　VR、AR、XR

　　最令人驚喜的是，高通混合現(xiàn)實（MR，mixed reality）硬件的研發(fā)進展“百聞不如一見”，但如果你是從蘋果公司已故創(chuàng)始人喬布斯的嘴里聽到他對此的形容，你會明白我的意思：

　　這些硬件的確把不可能變成了可能。

　　多年來，我們因堅信無線混合現(xiàn)實“即將來臨”而飽受取笑，而無線混合現(xiàn)實與有線混合現(xiàn)實難以區(qū)分，反過來卻幾乎與實際的現(xiàn)實不同。各種技術(shù)分支將如何以及何時合為一體無人知曉，但在XR行業(yè)，它將漸進并最終成為現(xiàn)實，這一點毋庸置疑。

　　至少對于VR來說，這一時刻已經(jīng)來臨。高通公司展示了一款實時、完全無線的XR耳機模型，可以通過Wi-Fi從大樓其他地方的服務(wù)器直接傳輸?shù)脱舆t、高分辨率的視頻。周圍的人無法像用戶一樣看到輕型護目鏡內(nèi)部的畫面，但是分屏顯示器基本上顯示了用戶所看到的內(nèi)容：比剛剛發(fā)布的Oculus Quest更出色的PC口徑立體3D圖形。該設(shè)備同樣免受任何跟蹤或供電電纜的束縛。

　　而背后的技術(shù)則更為關(guān)鍵：視頻無明顯失真或降級，無明顯的延遲，并基于驍龍客戶端耳機的位置數(shù)據(jù)與服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸之間的緊密集成。雖然60GHz的Wi-Fi似乎是目前XR的首選無線技術(shù)，但下一步將是5G。

　　高通產(chǎn)品管理總監(jiān)Hiren Bhinde表示，該公司全面支持對其耳機模型感興趣的OEM（original equipment manufacturer，原始設(shè)備制造商），包括從軟件堆棧到零件采購和制造合作商。假設(shè)OEM能夠與我們通力合作，產(chǎn)品便可以在短短四個月內(nèi)從模型設(shè)計推向市場。設(shè)備的內(nèi)容、體驗和第三方開發(fā)人員支持由OEM提供，但如果用戶喜愛的某家公司想開拓XR耳機產(chǎn)品線，在一年內(nèi)便可卓有成效。

　　自從決定從事這項業(yè)務(wù)以來，高通一直不斷探索擴展現(xiàn)實體驗的核心要素，并隨著時間的推移逐漸意識到，AI實際上將在XR體驗的各個個部分發(fā)揮重要作用。計算機視覺和機器學(xué)習(xí)增強了設(shè)備對場景映射和用戶跟蹤的空間感知能力，而AI則在語音輸入和輸出的音頻處理以及其他特性中發(fā)揮作用。

　　展望未來，高通公司預(yù)計AI還將為VR游戲中的應(yīng)用和代理商提供類似Alexa的虛擬助手，并支持微軟近期在HoloLens 2演示時展示的實時AR語言翻譯和主題演示功能。我個人對驍龍AR眼鏡的下一個發(fā)展階段感到非常興奮，但現(xiàn)在談這個話題仍為時過早。

　　汽車與C-V2X（蜂窩車聯(lián)）

　　如果沒有深入探討這個話題，我會認為高通公司在聯(lián)網(wǎng)汽車方面的努力同樣令人著迷和興奮。盡管正如公司的Carl Ormond告訴我的那樣，很大程度上來說，問題的關(guān)鍵在于這些技術(shù)何時融入汽車，而不是這些技術(shù)是否會成為現(xiàn)實。目前汽車行業(yè)發(fā)展滯后五年，以至于目前開發(fā)的解決方案要到2024年才會在汽車生產(chǎn)中得以應(yīng)用。因此，即使是早在一兩年前就已經(jīng)開始的下一代儀表板、車輛間通信和自動駕駛的研究，這些技術(shù)在真正運用于汽車之前仍需數(shù)年時間。

　　數(shù)年后，這些技術(shù)將如何改變我們的生活呢？想象一下，使用3D面部掃描和指紋取代鑰匙來解鎖和啟動汽車；使用5G智能手機風(fēng)格的應(yīng)用程序通信或直接在視野中使用平板電腦風(fēng)格的地圖，甚至地圖可能就嵌在方向盤里，而非外置在中控臺屏幕或口袋中。除此之外，從移動通信到與道路和其他車輛的互動等所有內(nèi)容都將通過無線的方式捆綁在一起，采用車輛間、車輛與基礎(chǔ)設(shè)施、車輛與網(wǎng)絡(luò)和車輛與行人的混合協(xié)議。

　　在其中一個演示中，高通公司展示了一輛使用人體識別和機器學(xué)習(xí)的汽車，用于預(yù)測人們穿過人行橫道的時間，并將這些信息傳達給駕駛員和附近的聯(lián)網(wǎng)汽車。有了預(yù)測性和實際信息后，距離最近的汽車會在撞到行人之前自動停止，而它后面的汽車會減速甚至停車，從而避免連環(huán)事故。另一個演示則展示了一輛汽車與人行橫道共享轉(zhuǎn)彎信號意圖和行人通行的信息，從而使駕駛員和附近的交通信號能夠了解人或車輛何時安全移動。

　　我并不相信車禍會完全避免。但隨著汽車配備了更先進的預(yù)警技術(shù)，車輛間能夠自動共享這些信息，對于司機、乘客和行人而言，道路將比過去幾十年更安全。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

　　我想簡單介紹的另一個主題的范圍非常大：在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用5G。高通公司去年表示，正致力于為工廠自動化開發(fā)5G解決方案，使機器人擺脫有線的以太網(wǎng)從而無線運行。這聽起來似乎輕而易舉，但機器人如果成為裝配線的一部分并以超人的速度運行，即使個別數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯都可能導(dǎo)致不可估量的后果，因此制造公司不愿冒險，除非技術(shù)已經(jīng)完全成熟。

　　他們要求技術(shù)99.9999%可靠，最理想的情況是不會出現(xiàn)連續(xù)兩次的丟包錯誤。這種精確度意味著工廠無需關(guān)閉生產(chǎn)線，制造商也不必擔(dān)憂故障會頻繁發(fā)生。為實現(xiàn)這一目標，高通公司在工業(yè)環(huán)境中使用多個5G無線電臺，無論工作區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)任何障礙物，都能確保機器人始終可以接收訂單。這些無線電不僅可以用于工業(yè)自動化，還可以處理安全攝像機、AR頭戴式耳機、邊緣計算機、手持終端、叉車等引導(dǎo)車輛以及在該空間內(nèi)運行的傳感器的數(shù)據(jù)。

　　雙基站系統(tǒng)的可靠性在99.95%以上，因此在24小時內(nèi)8640萬個數(shù)據(jù)包中可能丟失3.74萬個，而冗余程度更大的四基站系統(tǒng)的可靠性超過99.9999%，在相同時間內(nèi)僅損失50個。最關(guān)鍵的是，這50個數(shù)據(jù)包均不連續(xù)，因此即使數(shù)據(jù)包丟失，工廠也無需暫停生產(chǎn)。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聽起來沒那么有吸引力，其重要性也很難解釋。但是在過去，一家公司在重新配置生產(chǎn)線時可能需要花費六個月來解決電路鋪設(shè)和其他相關(guān)的物理因素，現(xiàn)在使用便攜式無線設(shè)備僅需六天就可以完成所有工作，這意味著新事物的更新?lián)Q代更迅速、更出色。

　　專利授權(quán)

　　雖然高通主要以產(chǎn)品芯片而聞名，但其芯片開發(fā)模式是工程研發(fā)和專利許可的結(jié)合——包括推向市場、迭代的產(chǎn)品，以及消費者從未耳聞卻為未來創(chuàng)新鋪平道路的產(chǎn)品均如此。

　　對于像我們這樣的普通用戶來說，5G這筆交易木已成舟。一個玻璃和金屬盒基本上解決了這個難題，而我們無需了解任何工作原理或部件就可以享受它帶來的便利。但高通公司的存在是為了使大多數(shù)人在意識到問題來臨時，提前思考和解決幾年后會可能出現(xiàn)的技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　當我參觀測試臺和演示區(qū)時，忍不住思考開發(fā)過程中投入的大量人力和創(chuàng)造力。拿上圖中的藍框舉例：拋開內(nèi)部信息處理過程，僅看背面，每根電纜都需要人工物理連接以支持其龐大的天線陣列。這只是九牛一毛，誰又可以計算出一項技術(shù)完全成熟時需要多少這樣的小盒子、多少次測試、失敗和成功呢？

　　“這就是所謂的研究，”高通高級工程副總裁Durga Malladi表示，“當某種技術(shù)出現(xiàn)時，即使再出色，也無法立刻得到大規(guī)模應(yīng)用，原因很可能是它超前于時代，而且這種技術(shù)的時代需要很長時間才會到來?！?/p>

　　例如，早在十多年前，點對點設(shè)備通信就已經(jīng)創(chuàng)建并向蜂窩運營商提供，但缺乏用戶。經(jīng)過長時間的反思，Malladi說：“我們也正在思考這個問題，但我們認為技術(shù)或許尚無法充分應(yīng)用于設(shè)備。但是，如果不應(yīng)用于設(shè)備，可以用于‘車輛’嗎？這就是V2X、車輛間通信等特性的雛形?！?/p>

　　審視今天的市場，Malladi表示，高通在這一領(lǐng)域與福特合作進行了大規(guī)模試驗，汽車行業(yè)的競爭也如火如荼。在這個概念似乎注定要被雪藏后的幾年里，搭載這一功能的汽車投入測試，甚至最初的愿景也顯然引起了人們的興趣。Malladi說：“所以我們必須保持信心。研究給人最大的啟示就是耐心?！?/p>

　　這些成就的勞動力成本以數(shù)萬人數(shù)年的投入來衡量，而金錢成本則要以數(shù)十億美元來衡量。高通并不是唯一一家從事這項研發(fā)或致力于開發(fā)蜂窩標準的公司（例如華為和諾基亞），但貢獻的價值巨大，人員、資金和時間投入龐大。因此，該公司向使用其創(chuàng)新產(chǎn)品的企業(yè)收取專利授權(quán)費，金額通常是產(chǎn)品銷售的固定百分比，在800美元手機上收取的費用并不會是400美元手機的兩倍。相反，費用在每種情況下均相同。

　　高通公司的專利授權(quán)費一直飽受詬病。包括蘋果在內(nèi)的一些被授權(quán)方曾公開抗議該公司高昂的授權(quán)費用，雖然這是使用其他公司勞動力、金錢、時間開發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)付的成本，但這筆費用使他們不得不大幅削減自身的利潤率。然而我認為，通過專利授權(quán)收回研發(fā)成本，高通公司能夠穩(wěn)步進入新市場，而不必擔(dān)心商品化的芯片成為唯一的收益來源。

　　顯而易見，5G在未來幾年內(nèi)應(yīng)用的領(lǐng)域有限，但確實能為這些領(lǐng)域帶來改變。雖然其他無線和系統(tǒng)建設(shè)公司在5G領(lǐng)域的一舉一動也值得注意，但我相信在可預(yù)見的未來內(nèi)，高通公司無疑將走在前列。