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SDR帶來(lái)5G的未來(lái)
5G是來(lái)自3GPP全球倡議的最新通信標(biāo)準(zhǔn)，正在席卷全球。即使這項(xiàng)技術(shù)仍在開發(fā)中，并且在全球范圍內(nèi)需要花費(fèi)數(shù)年的時(shí)間才能實(shí)施，所以也難怪它會(huì)引起如此大的轟動(dòng)。5G在帶寬，數(shù)據(jù)速率和等待時(shí)間等各個(gè)方面都顯示出巨大的改進(jìn)4G的希望。
例如，5G允許帶寬從140 MHz增加到800 MHz，這也意味著數(shù)據(jù)速率從100 Mb / s到1 Gb / s甚至更高。5G在時(shí)延方面也有顯著優(yōu)勢(shì)，將4G的20毫秒時(shí)延提高到1毫秒。
如果這些改進(jìn)還不夠，那么5G可以將平方公里內(nèi)的可用設(shè)備數(shù)量從100,000增加到1,000,000。 這意味著5G將實(shí)現(xiàn)更快的連接，并支持使用相同數(shù)量的基站的更多用戶。因此，必須更新基站以支持新協(xié)議。軟件無(wú)線電（SDR）可以輕松完成該任務(wù)，因?yàn)樗鼈兛梢蕴幚磔^大頻譜上的超寬帶寬連接。SDR還允許使用相同的硬件和軟件更新，以符合下一代標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)途徑。
互通性
5G提供的最大機(jī)會(huì)是互操作性，或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換和利用信息的能力。5G基礎(chǔ)設(shè)施可用于將任何一組設(shè)備鏈接在一起，而不僅僅是蜂窩電話。
可以將無(wú)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)視為一種新型的實(shí)用程序，其中所分配的資源是信息。底層物理網(wǎng)絡(luò)由鏈接每個(gè)通信端點(diǎn)的用戶設(shè)備，基站和中央運(yùn)營(yíng)商組成。諸如5G之類的通信協(xié)議提供了一種優(yōu)化的協(xié)議，可以在節(jié)點(diǎn)之間交換信息。
創(chuàng)建支持互操作性的系統(tǒng)時(shí)，重要的考慮因素是通信技術(shù)的進(jìn)步。像其前輩一樣，5G將有一天過(guò)時(shí)，因此網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)具有適應(yīng)市場(chǎng)的能力，并能夠更新和支持將加入其網(wǎng)絡(luò)的新設(shè)備。
SDR的靈活性使其非常適合此類應(yīng)用程序，因?yàn)樗梢栽谌魏蜗到y(tǒng)中實(shí)現(xiàn)并同時(shí)支持多種協(xié)議。SDR可以在基站中實(shí)現(xiàn)；當(dāng)需要更新通信協(xié)議時(shí)，SDR僅需要相對(duì)簡(jiǎn)單的軟件更新。這種靈活性還允許集成網(wǎng)絡(luò)不依賴于任何單一技術(shù)，并且可運(yùn)行的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)5G協(xié)議的壽命。
5G的應(yīng)用
5G未來(lái)的最大不確定性是該新技術(shù)將如何貨幣化。通過(guò)建立響應(yīng)市場(chǎng)的靈活框架，電信公司可以顯著提高每位用戶的收入。
雖然消費(fèi)者會(huì)看到一些好處，但這些進(jìn)步的最大受益者將是企業(yè)和遠(yuǎn)程用戶。如果正確展示了這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值，則可以將許多行業(yè)作為新的收入來(lái)源。可以立即從5G網(wǎng)絡(luò)中受益的一些行業(yè)是云計(jì)算，汽車，農(nóng)業(yè)和醫(yī)療保健行業(yè)（圖1）。
消費(fèi)者
消費(fèi)者，尤其是城市地區(qū)的消費(fèi)者，將看到寬帶連接的改善以及他們移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的速度提高。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備在過(guò)去的幾十年中倍受關(guān)注，這是5G可能會(huì)帶來(lái)革命性變化的另一個(gè)巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。這些設(shè)備無(wú)需在每個(gè)傳感器和IoT設(shè)備中都包括計(jì)算機(jī)，而是可以放棄計(jì)算能力，并從附近的邊緣計(jì)算系統(tǒng)獲取指令。廚房電器，氣候控制系統(tǒng)和健康監(jiān)控器可以更輕松地生產(chǎn)，并且可以由制造商更緊密地監(jiān)控。
在5G覆蓋范圍內(nèi)，可能不需要廣域網(wǎng)（WAN）。這可能會(huì)消除對(duì)Wi-Fi路由器的需求，并徹底改變消費(fèi)者的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商計(jì)劃。
云與邊緣計(jì)算
與當(dāng)今實(shí)施的大多數(shù)大型數(shù)據(jù)中心相比，5G網(wǎng)絡(luò)有可能將云計(jì)算服務(wù)分布在更接近用戶的地方。邊緣計(jì)算可能成為現(xiàn)實(shí)，使處理能力更接近客戶，并最小化距離帶來(lái)的延遲。如果可以充分減少延遲，那么許多需要計(jì)算機(jī)的任務(wù)將能夠在云計(jì)算中心上運(yùn)行，并且用戶可以使用功能更弱，功能更小的設(shè)備來(lái)運(yùn)行相同的任務(wù)。
汽車行業(yè)
汽車行業(yè)正朝著自動(dòng)駕駛方向發(fā)展，這個(gè)問(wèn)題的癥結(jié)在于為汽車收集足夠的信息以做出正確的決定。有了適當(dāng)?shù)?span>5G基礎(chǔ)架構(gòu)，車輛不僅可以相互通信以保持適當(dāng)?shù)拈g距，還可以向駕駛員提供有關(guān)道路狀況，安全性，延誤等信息。
此外，車輛可以將性能信息傳遞給制造商，以幫助改進(jìn)產(chǎn)品并確保駕駛員和行人的安全。5G的1毫秒延遲在此應(yīng)用中非常重要：過(guò)時(shí)的信息可能意味著生與死之間的差異。
農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)
傳統(tǒng)上，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)無(wú)法為遠(yuǎn)程用戶提供服務(wù)。5G不僅有可能為農(nóng)村地區(qū)帶來(lái)更好的服務(wù)，而且還可能帶來(lái)更快的數(shù)據(jù)傳輸速率的所有好處，從而使一些有趣的應(yīng)用成為可能。
農(nóng)民應(yīng)該對(duì)新技術(shù)特別感興趣，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)IoT傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)作物的自主監(jiān)測(cè)。水分和營(yíng)養(yǎng)傳感器可以散布在整個(gè)農(nóng)作物中，并與5G基礎(chǔ)設(shè)施連接，為農(nóng)民提供農(nóng)作物地圖，并突出需要維護(hù)的區(qū)域。有了更多可用的信息，農(nóng)場(chǎng)就可以更有效地利用資源并增加利潤(rùn)。
衛(wèi)生保健
通過(guò)5G的低延遲通信功能，醫(yī)療保健行業(yè)將獲得巨大的進(jìn)步。農(nóng)村地區(qū)的患者無(wú)需前往大城市接受更好的治療，因?yàn)檗r(nóng)村地區(qū)的護(hù)理人員可以從世界各地的最佳醫(yī)療保健專業(yè)人員那里獲得指導(dǎo)?？梢栽卺t(yī)療機(jī)構(gòu)之間更輕松地共享病歷，從而為專業(yè)人員提供有關(guān)患者的重要信息（圖2）。
2.醫(yī)療保健網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)互操作性，以在網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)，例如在醫(yī)院和醫(yī)生之間傳輸實(shí)驗(yàn)室訂單和結(jié)果。
可以實(shí)施通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）進(jìn)行的遠(yuǎn)程醫(yī)療，遠(yuǎn)程手術(shù)和物理治療，這在整個(gè)COVID-19大流行中尤其重要，以確保醫(yī)療保健專業(yè)人員的安全。醫(yī)院將能夠建立傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)監(jiān)控患者，而智能藥物包裝可以跟蹤患者的依從性。這不僅對(duì)醫(yī)生有幫助，對(duì)保險(xiǎn)公司也有幫助。