时代的高歌—迈向万物互联
发布时间: 2022-07-14
互联网和电信网络日新月异，发展迅速。2013年底，工信部宣布颁发4G牌照，由此移动互联网的传输速率更上一阶。经历3G时代的社会，对信息传输的需求早已不止于低质量的图片和视频信息。传输速率的提高，使得移动终端产品得获生机，一个个如雨后春笋般的浮现在日常生活中。到2019年5G正式开始商用之前，4G通信能够满足高清视频通信、移动支付、电子商务，常见设备终端如手机和平板等日常信息传输服务需求。当然4G本身也具有一定的局限性。
当多个移动端聚集，需要同时实现信息传输服务时，会出现网络拥塞，即人群密集的地方网络大概率会出现瘫痪。一般来说，基站覆盖一千米半径的区域，该范围内的用户不太可能同时上网。同时服务少量用户时，分配给每个用户的信道资源完全满足通信需要，也就不会出现网络异常的问题。因此，多数通信情况下4G系统是能够满足我们的日常通信需求的。问题在于，当每个用户拥有多个移动端，多个设备需要同时实现通信服务时，用户量没有减少而移动端成倍增加，保证传输质量的前提下，通信系统需要更大的信道容量，即提高传输通道可传送的最大信息速率。
提高信道容量的方式，香农公式中明确给出三点建议：对于单个信道而言，要增加信道容量，就要增加带宽，增加信号功率，减少噪声或干扰信号的功率。然而带宽资源有限，功率也不可能无限的增加，电磁波干扰问题只会越来越大。要解决提高2到3个数量级的信道容量的需求，仅靠对现有系统简单的扩展和优化布局远无法实现。
对此，5G大规模MIMO技术给出了一个较为完善的答复。其解决方案就是加大带宽，利用毫米波、大规模多输入多输出、3D波束成形、小基站等技术，实现比4G更快的速度，更低的时延和更大的带宽，可以同时链接千亿个设备。3G，4G带来的通信质量的跃进依赖于MIMO技术，对于无线通信而言，MIMO是指在基站上使用更多数量的天线。这当然就意味着在不增加频带和功率的情况下增加信道容量，实现4x4、8x8的多输入多输出通信。在现有基站网络的基础上，5G要做的就是进一步的大规模化，实现32x32、64x64甚至更大规模的收发通信，预计通信频段达到100G，下载速率理论上能够实现20GB/s，是4G的20倍。
要实现万物互联，无处不在的通信交互体验，目前在进行的5G布网仅是这个新时代大幕的一段前奏。曾为世界描绘出的万物互联的蓝图，需要一段时间的技术迭代逐步实现。未及5G成长，6G已经急匆匆的到来，在2019年初，提出了利用THz频段实现1TB/s/user的目标，所要实现的应用依旧是万物互联。此处不再单纯的关注于信息速率，而是每个移动端所享有的信息资源。其设想是利用卫星通讯、无人机通讯、海洋通讯等方式尽可能多的做到信息的无缝交互，进而实现一个无处不联接的愿景。
在每一个突飞猛进的时代，技术给社会生活带来许多便利的同时，也都不忘附送新的问题。通信发展带来的隐私保护等社会问题，或许会使得我们在庆祝技术进步的同时，冷静的思考未来的哪些方向是需要慎重选择的、哪些是毋庸置疑的，以及我们的选择的正确性。每个通信人都能展望到，未来会是万物互联大放异彩。但同时4G也不会轻易地就此退出人们的生活。众所周知的，珠峰已经架上了5G基站，但我们还有一些地区在使用2G/3G网络。可以预见的是，未来的几年里会看到4G还在承担基础的网络建设，其深度和广度，将仍是承载整个通信互联时代的基石。
生活在这个时代的我们是十分幸运的，在这个时代，我们了解宇宙之大，星云浩渺。历代先贤所不断追问的“从哪里来”“到哪里去”一点点的清晰起来。不需轻摇羽扇，足不出户便能知天下事，评讲过去未来，这个时代叫做信息时代。
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