3D到“7D”只用了几年，为啥4G到5G却这么费劲？

春节放假归来，同部门的小伙伴们围坐成一圈其乐融融地分享自己在老家最糗的一件事，上次这么热闹大概还是发完年终奖的时候。对各种电影有奇怪癖好的小K吐槽自己过年回家“被电影院暴打了一顿……”在吊足了所有人的胃口之后，他才幽幽地说：“我去看了一场7D电影。”

总之看完就是晕丨Reddit.com

想象一下：在热闹的主街上，巨大的灯箱被一圈又一圈的跑马灯围绕着，上面颜色对比鲜明地写着“孙悟空大战复仇者联盟——当季最热电影7D尊享版”。试问这样的场景又有谁不好奇呢？特别是对我们这种热爱科学的少年来说，进去一探究竟肯定是要的——

结果电影只有20分钟也就算了，还要系上安全带、戴上VR眼镜，全程座椅随着音响节奏产生剧烈的抖动，时不时座位后面还会有小拳拳对着脊椎就是一锤。而且不管画面中有什么特效，座椅系统都会尽量满足你的幻想——下雪了就喷冰水，下雨就全方位喷水，掉进海里就喷盐水……看完出来不“晕电影”的话，算这位朋友是个“狼人”。

一言不合就喷水的惊悚现场丨Reddit.com

3D电影已经非常普遍，它通过立体视觉显示系统，让观众对电影产生非现实的立体深度。4D电影也还好，毕竟视觉有限嘛，那就在普通的固定式影院座椅上增加摇摆、喷水、喷雾和电击等功能。不过电影也有瓶颈期，比如后来出现的“5D”电影只能让观众戴上VR眼镜，产生更强的现实感。但所谓的6D和7D，就忽悠感十足，大多数无非就是在之前的基础上增加更多的气味元素和震动体验，硬说的话也只能算5.1D和5.2D。

一味往高堆砌数字，这样的情况除了玩骰子比较有用以外，并不能说明技术的突破和飞跃，可能最后也只会被证伪。

电影已经有“7D”混淆视听，那其他领域呢？还真有。最近有关5G（第五代无线网络）的话题已经渐渐开始在全球热门起来了，先别急着高兴，有的“迫不及待版5G”的最高网速可能实际只有125Mb/s，可能只算是个高配版4G吧？

要弄清楚什么是5G网络，首先我们必须明白通信技术的原理。目前的有线通信技术已经发展到登峰造极的地步，实验室中的单条光纤传输数据的最大速度已经达到近30Tb/s。而无线通信却能给人类带来更大幸福感啊（至少手机信号是）！

无线通信主要是利用电磁波来进行通信，电磁波的功能特性是由它的频率决定的。无线电频谱总体上有一个特点，就是频率越高，可以被分配到的带宽范围越大，单位时间内所能传递的数据量就越大。

要知道频谱可是稀缺资源，国家才有分配权。从通信1G（900MHz）到4G（1.8GHz以上）所应用的无线电磁波的频率越来越高，带宽越来越大，单位时间内传输的信息也就越丰富，俗称“网速快”，就像有不同节数的车厢，当然是节数多的更能拉货。

1G到4G的网速提升丨Wikipedia

当前中国分配给三大运营商的4G主力频段位于1800MHz~2700MHz之间的部分频段，而国际电信标准组织定义的5G有FR1和FR2两个频段。主流频段FR1在450MHz-6000MHz之间，比4G高很多；FR2范围主要是高频毫米波，穿透能力较弱，但带宽十分充足，且没有什么干扰源，频谱干净，极具发展前景。在通信技术这样的科技领域，任何一点小小的进步都将带来质的飞跃。如果5G能尽快普及，无人驾驶将顺势而成，各种云技术将惠及更多行业，就连游戏的画质也将大幅提升……应用场景的全面覆盖简直太美妙了，所以目前各国争相部署5G，182个国家进行5G验证，74个国家宣布5G计划。

不同场景的5G频段应用丨cablefree.net

有课代表要举手了：“道理我都懂，可为什么不把频率提高呢？”虽然火车可以很简单地增减车厢数量，但是4G要变成5G并没有那么简单，毕竟优质的车厢更难造啊。手机用户那么多，但僧多粥少，所以只有不断提升频谱的利用率，才能提升端到端的综合表现。

而4G网络之前已经有FDMA、TDMA、CDMA这三位大神大大提升了频谱利用效率，5G时代更是要将目前各种技术的优势都结合在一起，属于2/3/4G的融合升级加强版。

不过融合越多，频谱的利用率就越接近香农极限（就像你晚上玩得再晚回家，表上显示的时间也不会超过23:59:59），想要再提升就更难了。这是5G技术实现的第一大难题。

而信号覆盖是第二大难题。刚才讲过，5G网络使用的是频率更高的电磁波，波长更短，越趋近于直线传播（绕射能力越差），同时在传播介质中的衰减也越大。GPS导航的波长就只有1cm左右，稍微进个隧道，系统里的志玲姐姐就开始提示“信号弱”。所以移动通信使用5G后最大的问题就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。

频率、波长和携带能量的关系丨Wikipedia

要让大家都能随时随地享受位于互联网风口浪尖的快乐，就只有大量铺设5G基站以及提高信号覆盖技术，比如“波束赋形”和“多进多出”技术。

使用多根天线发送，多根天线接收，并通过“无形的手”，把“散开的信号”重新聚集起来，由区域内的用户专属，而且能跟据手机的移动而转变方向，波束之间不仅不会互相干扰，还可以提升基站的服务容量。

 “波束赋形”技术丨Electronic Component News

直的都能掰弯……还有什么是科学家们做不出来的？当然有。目前华为公司研发的“64T64R”技术，就意味着有64个天线在接收发送信息。要知道国际通信设备制造商也只是将5G天线主流技术推进到了“8T8R”而已。

不同网络制式下的“多进多出” 丨Wikipedia

除了这些，5G通信还包括D2D（Device to Device）技术，同一基站下的两个用户，如果吃完饭后要互相传照片P图，他们的数据将不再通过基站转发，而是直接手机到手机，一步到位满足高效社交需求，而这只是该技术应用最简单的一个场景。

5G D2D应用的高级系统模型丨Recent Advances on Cellular D2D Communications

看到这里，你可能对5G有了初步的了解，5G也并不是那么容易就能达到的。那么现在市场上铺天盖地的5G到底是啥？

其实对于一些运营商来说，这只是他们的一个营销策略，他们的 “5G”并不能完全算是第五代网络通讯技术，而是“5G Evolution”网络，而这个5G E实际还是4G技术，只不过运营商稍稍提速，然后对显示图标进行了更换而已。要想拥抱科技并享受科技红利，只是提出几个吸引眼球的推广方案还是不太行得通的。

美国出现的“5G”丨Wikipedia

那想早日用上“快到起飞版5G”还很遥远吗？其实也不远了，科技的进步只能用实践说话，5G技术的基础研究还是有人在默默坚持的，华为是其中之一。在当前5G大规模部署的黄金时期，华为已在2018年就全球首发符合业界标准的CPE（客户终端设备）。

在2019年的世界移动通信大会（MWC）举办之际，华为率先提出了“极简5G”建设策略，并于预沟通会上发布了全球首款5G基站核心芯片组——华为天罡，并展现了全频段、全场景、全制式的产品解决方案以及全球最快的5G终端通讯芯片。

值得一提的是，从去年至今，华为已经陆续发布了多种商用5G芯片，这些芯片从端到端的不同维度支持了华为在5G中的业务创新，也逐渐完善着5G商用领域的版图。

5G三大应用场景丨华为

也许就在不经意间，大街上将会出现头上顶着摄像头的无人驾驶汽车，而你的双手将被解放用于更加有价值的事；在偏远的山区将会有来自世界最尖端的医生远程实施高难度手术，挽救一个又一个因为疾病而破碎的家庭；5G网络还能够给精密工业领域更快的数据处理方式，而1毫秒提速，都可能节省成千上万的成本。

目前离我们更近也更直接的也许就是大家津津乐道着“以前没钱买华为，现在没钱买华为”的5G可折叠手机HUAWEI Mate X，以及基于Balong 5000芯片的首款5G商用终端华为5G CPE Pro，这只是2019世界移动通信大会上面向全球发布的创新智慧终端的一部分。

华为发布Mate X折叠屏5G手机丨华为

在商用领域，华为还具有全场景E2E最佳5G解决方案和5G全生命周期服务能力，水平已算非常领先。作为对华为端到端技术领先优势的认同，华为目前已获得了30多个5G商用合同，其40000多个5G基站已发往世界各地。

华为端到端芯片能力展示的最佳舞台之一，是“5G+云”催生出的更多新形态业务，并将重新定义视频和游戏等领域，这是2019年开始就释放的美好信号，也是未来便捷生活的常态。目前成熟的5G端到端全系列全场景产品解决方案，还将继续帮助5G商用业务稳步向前推进。

2019MWC上华为发布会现场丨华为

5G技术是全球化大潮下各国交流合作的产物，是国际社会共同的高科技创新成果。而基础学科是科技实现飞跃、社会实现整体进步的重要因子。华为是一个拥有远大理想的科技实践者，还有很多企业亦然。

在外部世界如此复杂，竞争对手如狼似虎，科技产品层出不穷的当今世界，追求理想主义是大势所趋，而更重要的则是不断孵化现实主义的产品与解决方案，努力拥抱更宽广的未来。

面对即将到来的5G时代，你，准备好了吗？