182018年XNUMX月

5G是运营商今年晚些时候开始部署的现有LTE无线网络的演进。

是的,这将是 国际 网络,全球的每个地理区域都将在将来的某个时刻加以利用。

是的,它将有 强大的功能,从几乎没有延迟的流媒体视频开始,并无缝处理大量已连接的设备(例如传感器)。

是的,它会的 镀锌 可能尚未想到的一组新应用程序。 试想一下,前几代人在推广社交网络,视频和其他十年前不可能实现的用途方面做了哪些工作。

是的,它将有 严重 对电池造成的后果。 网络对设备(尤其是手机或智能手机)的要求非常重要。 早期的结果表明,运行智能手机的芯片组的功耗要高出25到50%。

是的,努力将是 严罚 以提高电池的性能和安全性。

有关5G及其计划部署的文章很多。 不幸的是,覆盖范围往往集中在5G的优势上,而忽略了对电池的影响。 如果有的话,与目前的数据相反,在保证更长的电池寿命方面可能会产生误导。

下图(由Verizon Wireless提供)强调了5G的三个主要方面。 在通常位于600 MHz和900 MHz之间的低频段,5G将继续提供移动宽带,类似于智能手机或手持设备上的4G / LTE连接。 在这些频率下,网络将因物理原因而被限制为每秒数百Mbit的最大数据带宽。

5G引入了一组高达6 GHz的新频带,其中数据速率可以达到每秒一个或多个Gbit。 这些更高的数据速率将提供具有更快连接性的新服务,或者像Verizon Wireless所称的那样,增强移动宽带。

最后一个频率档高于24 GHz,此时数据速率现在可以达到10 Gbits每秒或更高。

关于电池,这里有三个要点。

首先,使用5G的数据流量将大大增加。 每一位数据消耗少量的电池电量。 尽管电子设备的电源使用效率越来越高,但这种效率与数据流量的大量增加无法匹敌,预计数据流量将比当前的数量高出1,000X。 毫无疑问,这将是对电池要求的第一压力,需要更高的电池容量和能量密度。

第二个观察结果比较微妙,但可能更有效。 5G网络以非常低的延迟提供了对时间和任务至关重要的新应用程序。 换句话说,数据从一台设备到另一台设备往返并返回到原始设备所需的时间(工程师称等待时间)将从现在的100毫秒(毫秒)左右减少到更少比10毫秒长。

谁在乎,你可能会问! 想象一下,高速公路上有两辆自动驾驶汽车以65 mph(105 km / h)的速度行驶。 在10毫秒内,车辆将行驶近一英尺(约30厘米)。 以100毫秒为单位的距离为十英尺或近三米。 这是避免发生碰撞或可能发生的悲剧性事故之间的区别。

但是低延迟意味着应用处理器(或CPU)的闲置时间将大大少于今天。 您会看到,电池供电的设备在很长一段时间内都依靠电子设备处于睡眠状态(不消耗电源)来节省电池。 因此,当处理器需要长时间唤醒时,它将对功耗以及电池产生重大影响。

第三个也是最后一个发现与3 – 6 GHz上的新频段以及24 GHz以上的频段有关。 物理学告诉我们,功耗随频率线性增加。 因此,仅从900 MHz频带扩展到6 GHz频带,就会导致功率增加5X。

此外,这些频率的波不会传播很远,并且会被建筑物和树木等物理障碍物大大衰减。 这种有限的传播要求网络运营商(如AT&T和Verizon)更加密集地安装更多天线。 这笔巨额资本支出无疑将需要时间。 因此,工作在较高频率的手机最肯定需要增加发射功率以克服衰减。 再一次, 电池受苦。

当然,可以肯定的是,随着时间的流逝,5G网络中的电源利用率将有所提高,制造商的效率将得到提高。 但是,5G的电源要求和对电池的影响极不可能与4G / LTE相似。 对电池的需求肯定会增加,并对电池的性能和安全性施加更多的限制。