في البيئة التنافسية "البقاء للأصلح" ، التكنولوجيا ليست استثناء.

اليوم ، تتسلل شبكات 5G مع زمن انتقال منخفض وموثوقية عالية واستهلاك منخفض للطاقة بشكل مطرد إلى الإنترنت وإنترنت الأشياء. ولكن كجيل جديد من معايير الاتصالات المتنقلة ، عشية تفشي المرض ، تختلف وجهات نظر الأشخاص في الصناعة حوله. استجاب بعض الأشخاص بتوقعات متحمسة ، معتقدين أن 5G من المتوقع أن تخرب وتعيد تشكيل صناعة الاتصالات الحالية خلال فترة زمنية معينة ، ونصح البعض بعدم توقع الكثير ، لأن 5G ليست سوى وسيلة ، وما يحتاجه المستخدمون في الواقع هو البنية التحتية والتطبيقات العملية ، ولا يزال من الصعب جدًا تحقيق الاستخدام التجاري للجيل الخامس على مستويات عديدة.

في الآونة الأخيرة ، نشر Yang Xuezhi ، مؤلف كتاب "The Way of Communication" ، مقالاً بتحليل متعمق لتكنولوجيا 5G من منظور التكنولوجيا والطلب. وهو يعتقد أنه مقارنة بتقنيات الجيل الخامس ، مثل التعديل والوصول المتعدد و حققت الوحدات النمطية الأخرى تقدمًا كبيرًا ، بل وتراجعت ؛ ووفقًا لطلب الصناعة لـ 5G ، لا يوجد طلب على السرعة العالية ووقت الاستجابة المنخفض ، ويقع جزء صغير فقط من إنترنت الأشياء في نطاق 5G. 5G ستفشل ". ما رأيك في ذلك؟

الغرض من هذه المقالة هو مناقشة القضية والتعبير عن رأي الفرد.

ما يلي هو النص:

لقد تطورت صناعة الاتصالات اللاسلكية لأربعة أجيال ، وهي حاليًا في عشية تصنيع 5G. إنه الموضوع الأكثر سخونة. كيف تتطور 5G وما هي آفاقها ، فإن جميع الجوانب بما في ذلك الأوساط الأكاديمية والصناعة والاستثمار والحكومة قلقون للغاية عن ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأخبار التي تفيد بأن الصين قد بدأت بحث 6G قد ظهرت أيضًا في الصحف.كيف ستتطور صناعة الاتصالات اللاسلكية في المستقبل وما إذا كان سيستمر 6 و 7 و 8 و 9 جي قد أثار قلق الجميع أيضًا. للإجابة على هذه الأسئلة ، نراجع أولاً بإيجاز تاريخ تطور صناعة الاتصالات اللاسلكية.

صناعة الاتصالات اللاسلكية مدفوعة بعجلتين للطلب والتكنولوجيا. في وقت مبكر من عام 1947 ، اقترح العلماء في Bell Labs مفهوم الاتصالات الخلوية ، والتي تتمثل التكنولوجيا الأساسية في إعادة استخدام التردد والتسليم. بناءً على هذا المفهوم ، طورت Bell Labs خدمة الهاتف المحمول المتقدمة (AMPS) في عام 1978 ، وهي الجيل الأول من أنظمة الاتصالات المتنقلة. AMPS هو نظام اتصال تناظري يعتمد تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد (FDMA) ، والوسائل التقنية الرئيسية هي المرشحات ، التي تتداخل بسهولة مع الضوضاء وذات جودة صوت رديئة.

مع تطور تكنولوجيا الدوائر المتكاملة ، يتبنى نظام الاتصالات المتنقلة من الجيل الثاني التكنولوجيا الرقمية ، ويعتمد تقنية TDMA وتشفير القنوات ، مما يجعل نظام الاتصال يتطور نحو النطاق العريض ، وقد تم تحسين جودة الصوت بشكل كبير. من بينها ، نظام GSM الذي تم تطويره في أوروبا ناجح للغاية ولا يزال يستخدم على نطاق واسع حتى اليوم.

في التسعينيات ، تطورت الإنترنت بقوة ، وتمشيا مع متطلبات هذا العصر ، صاغت الصناعة معيار 3G لتحقيق الإنترنت عبر الهاتف المحمول. يستخدم الجيل الثالث تقنية CDMA التي طورتها شركة Qualcomm. كانت تقنية CDMA تُعتبر ذات يوم تقنية سحرية. ادعت شركة Qualcomm أن الكفاءة الطيفية لـ CDMA يمكن أن تصل إلى 18 ضعفًا من AMPS ، لكن الممارسة تُظهر أن هذا الرأي مبالغ فيه للغاية.تحتوي CDMA على مشاكل تداخل ذاتي ، وكفاءتها الطيفية تبلغ حوالي 10 فقط أعلى من GSM. ، وتصميم نظام WCDMA ، المعيار السائد لـ 3G ، معقد للغاية ، مما يؤدي إلى تكاليف نشر عالية نسبيًا ، لذلك لم يكن قادرًا على استبدال نظام GSM.

يعتمد الجيل الرابع من الاتصالات المتنقلة على تقنية OFDM ، التي تتغلب بشكل أساسي على العيوب الفنية في CDMA ، وتبسط تصميم النظام ، وتحقق جيلًا ناجحًا من نظام الاتصالات المتنقلة. كيف يتغلب OFDM على أوجه القصور في CDMA ، يرجى الرجوع إلى "طريقة الاتصال - من حساب التفاضل والتكامل إلى 5G".

إذا قمنا بالتلخيص قليلاً ، يمكننا أن نجد أن 1G قد اكتشفت طلبًا كبيرًا على الاتصالات المتنقلة ، لكنها اعتمدت نظامًا تقنيًا متخلفًا نسبيًا ، لذلك لن ينمو. نفذت 2G الثورة الرقمية ، وبالتالي حققت نجاحًا كبيرًا. وُلدت شبكة الجيل الثالث لتلبية احتياجات الإنترنت عبر الهاتف المحمول الناشئة ، ولكنها أخذت منعطفاً في مجال التكنولوجيا ، ولم تكن أعمال الجيل الثالث العالمية ناجحة للغاية ؛ وعاد الجيل الرابع إلى المسار التقني الصحيح ، وتزدهر أعمال الجيل الرابع حاليًا.

مع الاستخدام التجاري الناجح لـ 4G ، بدأت الصناعة في البحث والتطوير لـ 5G وفقًا لقانون تطوير الاتصالات اللاسلكية في الجيل العاشر. وفقًا للعيار العام الحالي للصناعة ، ستبدأ 5G في الاستخدام التجاري على نطاق واسع في حوالي عام 2020. خصصت الحكومة الصينية 500 ميجا هرتز من الطيف للجيل الخامس ، وأجرى المشغلون الثلاثة الرئيسيون تجارب تجارية في العديد من المدن ، والاستعدادات للاستخدام التجاري على قدم وساق. يعتقد الكثير من الناس أنه سيتم إصدار تراخيص 5G في غضون عام (2019).

يجب أيضًا مناقشة مناقشة 5G من سطرين من التكنولوجيا والطلب.

نظام تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية

يمكن تلخيص صناعة الاتصالات اللاسلكية بشكل أساسي في ثلاث كلمات "سحابة أنابيب الجهاز". المحطة هي المحطة الطرفية ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة وما إلى ذلك. السحابة هي المحتوى المخزن على الشبكة ، مثل مراكز البيانات في سينا وبايدو وتاوباو ، والأنابيب هي القناة التي تربط الجهاز بالسحابة.

سحابة أنبوب الجهاز

يمكن تقسيم خط الأنابيب هذا إلى قسمين. جزء واحد من المحطة إلى المحطة الأساسية (أو جهاز التوجيه) ، وهذا الجزء هو الاتصال اللاسلكي ، ويسمى أيضًا الواجهة الهوائية ؛ الجزء الآخر من المحطة الأساسية إلى السحابة ، وهو اتصال سلكي. الغيوم كلها معلقة على الإنترنت ، لذا فإن الإنترنت هو السبيل الوحيد في هذا الخط. تحتوي اتصالات الهاتف المحمول على شبكة أساسية ، ويتم توصيل المحطة الأساسية أولاً بالشبكة الأساسية ثم الاتصال بالإنترنت. تلعب الشبكة الأساسية دور الدعم التشغيلي بشكل أساسي ، مثل تحديد الهوية والفواتير وما إلى ذلك. النظام الآخر هو شبكة WiFi التي يعرفها الجميع ، ولا توجد شبكة أساسية وجهاز التوجيه متصل بالإنترنت بشكل مباشر. يشكل هذا نظامين بيئيين رئيسيين ، وهما CT الأسطوري وتكنولوجيا المعلومات ، وسيمر التعاون والمنافسة بينهما من خلال اتجاه صناعة الاتصالات اللاسلكية.

في صناعة الاتصالات اللاسلكية ، تمثل قيمة خرج قطاع الواجهة الهوائية ، بما في ذلك المحطات الطرفية والمحطات القاعدية ، الغالبية العظمى. إذا أجريت تشبيهًا ، فيمكن مقارنة شبكة الاتصالات بنظام الدورة الدموية في جسم الإنسان أو الجهاز العصبي. يمكن مقارنة جزء الشبكة الأساسية بالجهاز العصبي المركزي أو الشريان الأورطي ، وعلى الرغم من أن السعة كبيرة ، إلا أنه لا يوجد سوى عدد قليل منها. حجم مبيعات شبكة العمود الفقري ليس كبيرًا ، لكنه يحتل ارتفاعًا استراتيجيًا قياديًا ؛ وجزء الواجهة الهوائية يعادل النهايات العصبية أو الشعيرات الدموية ، مع وجود عدد كبير وحصة سوقية كبيرة في صناعة الاتصالات اللاسلكية.

أصبحت الشبكات السلكية الآن ألياف ضوئية. يعتمد اختراع الألياف الضوئية على نظرية كاو ، والتي من أجلها حصل على جائزة نوبل. لقد أدت السعة الكبيرة والتكلفة المنخفضة للألياف الضوئية إلى تغيير وجه الاتصال البشري تمامًا. كانت سرعة أقدم خط ألياف بصرية 45 ميجابت في الثانية فقط ، وتم تطويرها لاحقًا بسرعة مذهلة ، حيث يمكن أن تصل سرعة الألياف المفردة حاليًا إلى 1 تيرابايت في الثانية. والألياف الضوئية أرخص من نفس طول الشعرية ، وهي تقنية حقيقية عالية التقنية. في الأيام الأولى ، كانت الألياف الضوئية تستخدم فقط للخطوط الأساسية (مثل بين بكين وشنغهاي) ومع انخفاض التكاليف ، دخلت الألياف الضوئية المنزل الآن. نظرًا لوجود الألياف الضوئية ، فإن العمل الرئيسي للشبكات السلكية هو كيفية تنظيم واستخدام قدرة الألياف الضوئية ، مثل IPV6 ، SDN ، إلخ. إنه عمل منطقي بشكل أساسي ، وبصفة عامة ، فهو بسيط نسبيًا.

جزء الواجهة الهوائية أصعب بكثير من الشبكة السلكية. في الاتصال السلكي ، تنتشر الإشارة في وسيط جيد الصنع ، سواء كان سلكًا نحاسيًا أو أليافًا ضوئية ، وتكون جودة الإشارة جيدة جدًا ، ويمكن تحقيق سرعة عالية جدًا بمجرد القيام بذلك. بيئة انتشار الإشارات اللاسلكية أسوأ بكثير. تتضاءل موجات الراديو بسرعة أثناء الانتشار ، كما تحجبها الأبنية والجبال والأشجار ، وفي كثير من الحالات تحتاج إلى الانعكاس أو اختراق العوائق للوصول إلى المستقبل. كما أن موجات الراديو لا تتبع مسارًا محددًا بشكل منتظم ، وقد تذهب إلى أماكن غير مرغوب فيها مسببة تداخلًا مع الآخرين. ولكن إحدى ميزات الاتصال اللاسلكي هي أنه يتخلص من أغلال الأسلاك ويمكنه التجول باستخدام الهاتف المحمول ، وهذا النوع من الراحة لا مثيل له من خلال الاتصال السلكي. لذلك ، على الرغم من التحديات الكبيرة ، عمل عدد لا يحصى من الباحثين الواحد تلو الآخر للتغلب على صعوبات الاتصال اللاسلكي.

بروتوكول طبقة الشبكة

الأشياء التي قلتها للتو هي وراء الهيكل متعدد الطبقات للشبكة. على سبيل المثال ، الشكل أعلاه هو نموذج بروتوكول من 7 طبقات لشبكة. لا يحتاج القراء غير المحترفين إلى الخوض في التفاصيل ، فقط يحتاجون إلى معرفة أن الشبكة تعمل في طبقات. تسمى الطبقة السفلية بالطبقة المادية ، ويمكن دمج الطبقات الأخرى وتسمى الطبقة العليا. تتعامل الطبقة المادية مع الإشارات المادية ، مثل الكهرباء أو الضوء ، وهي كيفية تحويل المعلومات إلى إشارات كهربائية أو بصرية يمكن استخدامها للإرسال. الطبقة المادية تحل مشكلة القدرة على الاتصال ، أو مشكلة النطاق الترددي. مع وجود الكثير من النطاق الترددي ، فإن كيفية تنظيمه والاستفادة منه أمر يجب القيام به على مستوى عالٍ.

هذا مشابه جدًا للنظام البريدي. تُعادل الطبقة المادية طريقة نقل الحروف أو الطرود ، والتي يمكن أن تكون عربات وسيارات وسفن وطائرات ، مما يوفر القدرة على التسليم. ولكن عند إرسال رسالة ، يتعين علينا كتابة العنوان البريدي على الظرف ، والذهاب إلى مكتب البريد لتسليمه إلى العداد ، ثم فرز الشاحنة وتعبئتها ، وجعل ساعي البريد يقوم بتسليم الرسالة إلى عنوان المستلم عندما نقوم بذلك. الوصول إلى الوجهة ، كل هذا يتم بواسطة الإدارة العليا.

لذلك يمكنك أن ترى أن التكنولوجيا الأساسية لشبكة الاتصالات موجودة في الطبقة المادية. بالطبع ، المستوى العالي ضروري أيضًا ، ولكن نسبيًا ، لا يوجد مجال كبير للتغيير. إذا قلنا أن نظامنا البريدي أكثر تقدمًا من ذي قبل ، فلن ينعكس ذلك بشكل أساسي في تخطيط مكاتب البريد ، ولكن تحسين طرق النقل. كانت عربة تجرها الخيول في السابق ، ولكنها الآن تغيرت إلى طائرة . على الرغم من أن مكتب البريد قد تحسن أيضًا ، مثل تركيب عدادات زجاجية ، أو تحقيق فرز آلي للحروف ، إلا أنه ليس العامل الرئيسي.

الألياف الضوئية هي أهم حجر الزاوية في شبكات الاتصالات الحديثة ، وهي تقنية الطبقة المادية. من بين التقنيات عالية المستوى ، أكثرها شيوعًا هو بروتوكول IP. بعد استخدام IPV4 على نطاق واسع ، على الرغم من وجود بعض المشكلات ، حاول حلها من خلال IPV6. ومع ذلك ، فإن IPV6 لم يحل محل IPV4 بعد 20 أو 30 عامًا ، لأن التكنولوجيا عالية المستوى بسيطة نسبيًا ولا يوجد مجال كبير للتحسين.

تطور تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية

وبالمثل ، فإن التقنيات الأساسية للواجهة الهوائية موجودة أيضًا في الطبقة المادية ، ويتم تحديد كل جيل من الاتصالات المتنقلة من خلال هذه التقنيات الأساسية. هذه التقنيات الأساسية هي المعرفة في دورة "مبادئ الاتصال".

تقنية 3G الأساسية

يمكن تقسيم التقنيات الأساسية للواجهة الهوائية إلى خمس فئات ، وهي التعديل والتشفير والوصول المتعدد والشبكات والهوائيات المتعددة. تعتبر النظريات الأساسية أكثر جوهرية من التقنيات الأساسية ، بما في ذلك النظرية الكهرومغناطيسية ونظرية المعلومات. كما يظهر في الشكل.

كما نعلم جميعًا ، طورت Qualcomm تقنية CDMA وأصبحت التكنولوجيا الأساسية لمعايير 3G الرئيسية (WCDMA و CDMA2000 و TD-SCDMA) ، وبالتالي أصبحت عملاقًا في صناعة الرقائق. يوضح الشكل أعلاه التكنولوجيا الأساسية لـ WCDMA. تتركز مساهمات Qualcomm بشكل أساسي في مجالات الوصول المتعدد والشبكات.

على الرغم من الاعتقاد السائد بأن شركة Qualcomm طورت تقنية CDMA ، إلا أن شركة كوالكوم لم تخترع تقنية CDMA ، حيث كان المخترع هو نجمة هوليوود الإباحية هايدي راما. يُطلق على جهاز الاستقبال القياسي لتقنية CDMA مستقبل Rake ، الذي اخترعته أيضًا Bell Labs في الخمسينيات من القرن الماضي. في الواقع ، تم استخدام CDMA في الاتصالات العسكرية لأنه كان يعتقد بشكل عام أن السرية كانت جيدة في ذلك الوقت. وحلت كوالكوم مشكلة CDMA المدنية ، والتي لم تكن متفائلة بشكل عام في ذلك الوقت.

لدى Qualcomm ثلاثة حلول للاستخدام المدني لـ CDMA ، وهي التحكم في الطاقة (Power Ctrl) ، ومضاعفة الإرسال داخل التردد (UFR) والتسليم الناعم. يحل التحكم في الطاقة التأثير القريب البعيد ، ويعمل مضاعفة التردد المشترك على تحسين كفاءة الطيف ، كما يحل التسليم الناعم استمرارية التسليم. هذا يشكل النظام الفني لـ Qualcomm CDMA. يتم تقديم مقدمة موجزة هنا فقط ، ويمكن للموظفين التقنيين الرجوع إلى كتابي "طريقة الاتصال". نظرًا لأن UFR ليس براءة اختراع ، تمتلك Qualcomm بالفعل براءتي اختراع أساسيتين على CDMA ، من بينها ، براءة اختراع التسليم الناعم التي تم ترخيصها من قبل مكتب براءات الاختراع الأمريكي وتم تسجيلها في تاريخ تطوير Qualcomm.

كان التقدم الرئيسي لشركة 3G في الترميز هو استخدام أكواد Turbo ، التي اخترعها الأساتذة بتمويل من France Telecom ، وعلامة بارزة في تاريخ الاتصالات ، حيث كانت أول من اقترب بشكل كامل من سعة القناة التي اقترحها Shannon في عام 1948.

في المجال متعدد الهوائيات ، يطبق تشفير Alamouti على التشفير المتعدد للقنوات الإذاعية. نظرًا لأن نسبة القناة الإذاعية في الخدمة بأكملها ليست كبيرة ، فإن دور هذه الشفرة أقل أهمية نسبيًا. لكن هذا الرمز يعد علامة فارقة في مجال تكنولوجيا الهوائيات المتعددة وله تأثير كبير جدًا.

التحوير هو أبسط تقنيات الاتصال ، ولا يوجد أحد. بسبب الأساس ، فهو مستقر ، ولم يتغير 5G كثيرًا حتى الآن.

يمكن ملاحظة أن Qualcomm لديها تقنيات أساسية في الوصول والشبكات المتعددة للجيل الثالث. بالطبع ، تم أيضًا إنشاء محفظة براءات الاختراع التي تتكون من آلاف براءات الاختراع في عملية هندسة التكنولوجيا الأساسية. من خلال التشغيل المشترك لبراءات الاختراع والرقائق هذه ، يتم تحصيل قدر كبير من ضريبة Qualcomm.

في الواقع ، من وجهة النظر الحالية ، يعتبر كود Turbo و Alamouti من التقنيات الأساسية الأكثر أهمية. ومع ذلك ، فإن هاتين التقنيتين الأساسيتين ليس لهما آلية للتشغيل التجاري في الشركات الكبيرة مثل France Telecom و ATT ، فهم يتقاضون فقط بعض رسوم براءات الاختراع ، ولم يشكلوا شركة كبيرة مثل Qualcomm.

تقنية 4G الأساسية

بعد 4G ، تم استبدال تقنية CDMA بتقنية OFDM. السبب الرئيسي هو أن CDMA لديها مشكلة التداخل الذاتي. يحاول التحكم في الطاقة والتسليم الناعم لشركة Qualcomm حل هذه المشكلة ، ولكن الطريقة المعتمدة هي إجراء المعالجة على أساس خلل CDMA ، لكنها لم تتكون بالكامل.

ومع ذلك ، يتغلب OFDM بشكل أساسي على عيب التداخل الذاتي لـ CDMA ويحسن بشكل كبير الكفاءة الطيفية ، لذلك فإن هذه التدابير العلاجية غير ضرورية. لذلك في عصر 4G ، تم تدمير نظام تكنولوجيا Qualcomm. يؤدي اعتماد تقنية OFDM إلى ظهور مشكلات جديدة ، وقد أدى حل هذه المشكلات إلى ظهور ثلاثة ابتكارات ، وهي sOFDM وإعادة استخدام التردد الناعم (SFR) التي اقترحتها في Huawei وتقنية SC-FDMA التي اقترحتها إريكسون. لقد اقترحت أيضًا تقنية تشكيل الحزمة العشوائية في Huawei ، والتي حلت العيب الخطير في تنوع التأخير الدوري الشائع جدًا. في مجال التشكيل والتشفير ، لا يزال مخطط 3G مستخدماً.

يمكن ملاحظة أن Huawei قد حلت محل Qualcomm في تقنية 4G الأساسية. لكن لسوء الحظ ، وبسبب جينات المتابعة الخاصة بشركة Huawei ، فإنها لا تستطيع أن تمارس قوة الأسلحة النووية الحاصلة على براءة اختراع في يديها ، وعليها أن تدفع لشركة Qualcomm ، ولكن فقط رسوم رمزية من Apple. ومع ذلك ، تجنبت Huawei بالتالي الهجوم النووي البراءة ، إلى جانب مزايا Huawei في المنتجات ، لذلك عاشت Huawei حياة جيدة وأصبحت أكبر مصنع للمعدات في عصر 4G.

تقنية 5G الأساسية

تمت صياغة معيار 5G ، ويمكن رؤيته بوضوح بعد الوصول إلى الاستنتاج.

بادئ ذي بدء ، لم يتغير جزء التعديل ، وهو أساسي للغاية ولا يمكن تغييره إذا أردت ذلك.

نظرًا لبوابة التصويت الخاصة بـ Lenovo ، يعرف الكثير من الناس قصة الترميز. بالمقارنة مع رموز Turbo المستخدمة من قبل 3G / 4G ، تستخدم 5G رموز LDPC و Polar. هذان الرمزان مشهوران ، وهما تقنيتان بارزتان في تطوير تكنولوجيا الاتصالات بعد أكواد Turbo. ومع ذلك ، نظرًا لأن رمز Turbo قريب بالفعل من حد Shannon ، على الرغم من أن الرمزين أقرب ، فإن الزيادة في سعة النظام ليست كبيرة ، حوالي 1 إلى 2 .

بالنسبة للنفاذ المتعدد ، فإن eMBB ، أحد السيناريوهات الثلاثة الرئيسية لشبكة 5G ، لم يتغير ، ولا يزال OFDM مستخدمًا. من بينها ، أصبح SC-FDMA الذي اقترحته إريكسون خيارًا اختياريًا من الضروري بالنسبة لشبكة 4G ، لأنه لا يتمتع بمزايا تقنية على OFDMA.

تتمتع NOMA ذات الوصول المتعدد بشعبية كبيرة وقد تم الاعتراف بها ذات مرة على أنها تقنية لا غنى عنها لشبكة 5G. في الأيام الأولى لمعيار 5G ، دعمت جميع الشركات المصنعة تقريبًا هذا الاتجاه. ولكن بعد حجتي ، فإن NOMA لديها مكاسب صفرية تمامًا على OFDM ، والتي تم إثباتها بدقة من خلال نظرية المعلومات. لذلك ، NOMA معقد وليس له مكاسب ، وهو انحدار تقني.

بالإضافة إلى ذلك ، روجت Huawei أيضًا لـ F-OFDM ، وهو عكس sOFDM تمامًا. تتمثل فكرة sOFDM في استخدام معلمات موحدة لجميع عروض النطاق وجميع البيئات ، وذلك للحصول على وفورات الحجم. تؤكد F-OFDM على استخدام معلمات مختلفة لبيئات مختلفة للتكيف بشكل أفضل مع البيئة. هذا النهج لا يكسب الكثير ، لكنه يفقد البطيخ الكبير لتأثير الحجم ، والذي يعد أيضًا تراجعًا تقنيًا.

لم أسمع أي أخبار عن الشبكات ، ومن المفترض أن العمل يجب أن يظل مضاعفًا على نفس التردد. يعتبر كل من SFR و CoMP من حلول الشبكات. SFR بسيط للغاية ولا يتطلب توحيدًا. على الرغم من أن CoMP ، على الرغم من اعتباره في يوم من الأيام تقنية أكثر تقدمًا ، إلا أنه فشل بعد عمل المعايير الصارمة وتطوير المنتجات.

الجزء الأعلى صوتًا في الجزء متعدد الهوائيات هو MIMO الهائل ، والذي يُزعم أنه يزيد سعة النظام مئات المرات ، وهو مرادف تقريبًا لشبكة 5G من منظور الوسائط. تم اقتراح نظرية MIMO في عام 1995 ، وقد مرت 23 عامًا. الزيادة الهائلة في السعة التي تكشف عنها جعلت منها بقعة ساخنة في كل من الأوساط الأكاديمية والصناعية. لكن هذه التكنولوجيا لم تكن ناجحة جدًا على طول الطريق إلى 4G. هناك ميزة لهذه التقنية ، فهي ناجحة بمجرد عرضها ، ويتم وضعها في مكانها بمجرد أن تصبح عملية. أتذكر عندما كنت مبتدئًا قبل 20 عامًا ، رأيت مصنعًا يعرض تعدد إرسال تقسيم الفضاء في معرض اتصالات ، باستخدام نفس موارد التردد الزمني لتحقيق اتصال متزامن بين مستخدمين دون التدخل مع بعضهما البعض. من السهل إثبات تقنية MIMO بنجاح في سيناريو محدد ، لكن صعوبة المشكلات التي تنطوي عليها بيئات العالم الواقعي المعقدة تختلف باختلاف الحجم. بالطبع ، MIMO مجال محتمل ، لكن مشكلته العملية لا تزال دون حل.

تكمن مشكلة تقنية MIMO في أنه على الرغم من إمكانية زيادة السعة ، إلا أن زيادة المعدات أمر مكلف. في الواقع ، أبسط تطبيق لـ MIMO هو الهوائي القديم ثلاثي القطاعات. تنقسم الخلية متعددة الاتجاهات إلى ثلاثة قطاعات ، والسعة نظريًا تضاعف ثلاث مرات.هذا هو مبدأ MIMO ، على الرغم من أنها قديمة الطراز بعض الشيء. لكي تكون تقريبيًا ، اصنع 9 قطاعًا ، 12 قطاعًا ، أي mMIMO ، فهذه Huawei لديها بالفعل منتجات. لا يهم ما إذا كانت 5G أم لا.

على العموم ، بالمقارنة مع 4G ، فإن 5G ليس لها أي تقدم تقني تقريبًا ، وقد تراجعت في بعض الأماكن. على سبيل المثال ، NOMA و F-OFDM والهياكل القائمة بذاتها المستخدمة لضمان التأخيرات القصيرة.

أيضًا ، يستخدم 5G نطاقًا أعلى. في الصين ، 3.5 جيجا هرتز ، أيهما أفضل. تستخدم الولايات المتحدة 28 جيجا هرتز. كلما زاد التردد ، قلت التغطية ، وهي المعرفة الأساسية للاتصال اللاسلكي. لذلك ، بالنسبة لنفس تغطية الشبكة ، فإن الاستثمار في 3.5 جيجا هرتز أعلى بنسبة 50 من استثمار 4G البالغ 2.6 جيجا هرتز (أرى ذلك أيضًا ، يبدو معقولًا) ، وتغطية 28 جيجا هرتز مزحة ، ومن الطبيعي إنفاق 5 أضعاف المال.

لذلك من الناحية الفنية ، لم تحقق 5G أي تقدم مقارنة بـ 4G ، وستكون التكلفة أعلى.

احتياجات 5G

يمكن تلخيص احتياجات 5G على الأرجح من حيث السرعة العالية وزمن الانتقال المنخفض والاتصالات الكبيرة.

كما نعلم جميعًا ، كان معدل الهدف الأصلي لتصميم 4G هو 100 ميجابت في الثانية ، ومع تطور التكنولوجيا ، وصل معدل 4G Cat 11 إلى 600 ميجابت في الثانية. تعمل 5G على زيادة معدل الهدف إلى أكثر من 1 جيجابت في الثانية. من أجل تلبية احتياجات بعض خدمات الكمون المنخفض ، تتطلب 5G أن يكون وقت تأخير الواجهة الهوائية 1 مللي ثانية ، بينما يبلغ مؤشر 4G حوالي 30 مللي ثانية. تم تصميم 4G بشكل أساسي للإنترنت عبر الهاتف المحمول ، مع التركيز على الاتصال عالي السرعة بين الأشخاص والشبكة ، وعدد المحطات المتصلة بالشبكة في نفس الوقت ليس مشكلة تحتاج إلى اهتمام خاص. في عصر إنترنت الأشياء المزدهر ، قد يكون لكل كائن متطلبات شبكة ، لذلك سيزداد عدد الاتصالات بأعداد كبيرة.يجب أن تتمتع 5G بالقدرة على دعم الاتصالات الضخمة.

أكثر ما يلفت النظر حول 5G هو سرعته. غالبًا ما تكون مشاهدة الأخبار أسرع من الألياف الضوئية ، وهي فيلم ضخم في ثانية ، وسريعة جدًا لدرجة أن الوجه يتحول إلى هيكل عظمي ، وما إلى ذلك.

لكن أي نوع من الأعمال يحتاج إلى مثل هذا المعدل؟

على الرغم من أنني لا أستطيع التفكير في الأمر في الوقت الحالي ، إلا أن هناك وجهة نظر شائعة جدًا مفادها أنه إذا تم إصلاح الطريق أولاً ، فستكون هناك سيارات بطبيعة الحال. الجيل الثالث والرابع مثل هذا ، Weibo ، WeChat ، Douyin ، وما إلى ذلك ، لم يخطر ببالهم من قبل. بعد وصول 4G ، ستكون هذه التطبيقات متاحة أيضًا.

من الواضح أن هناك مشكلة منطقية كبيرة في هذا الرأي. بعد إصلاح الطريق ، من الطبيعي عدم وجود سيارات ، هل سبق لك أن رأيت طريقًا لا يمشي فيها أحد؟ لا يمكن الاعتماد على استنتاج 5G وفقًا لحالة 3G و 4G. تمامًا كما لو كنت قد عشت بالفعل حتى تبلغ من العمر 80 عامًا ، لا يمكن استنتاج أنك ستعيش 80 عامًا أخرى. كل من 2G و 3G في عصر نقص في عرض النطاق الترددي ، لذلك هناك وهم بأنه ستكون هناك سيارة عندما يتم إصلاح الطريق. ومع ذلك ، بعد 4G ، لم يعد هناك نقص في النطاق الترددي.

هناك أيضًا اعتقاد شائع بأن التطورات التكنولوجية غالبًا ما تتجاوز الخيال البشري ، لذلك غالبًا ما تكون التوقعات المحافظة خاطئة. على سبيل المثال ، قال بيل جيتس إن 640 كيلو بايت من ذاكرة الكمبيوتر يجب أن تكون كافية. والآن يبلغ 640 جرامًا ، أي بزيادة مقدارها 6 مراتب.

يجب الاعتراف بأن الاتصالات وأجهزة الكمبيوتر مختلفة تمامًا.

جميع المكونات المشاركة في الكمبيوتر ، وحدة المعالجة المركزية ، الذاكرة ، القرص الصلب ، لها مصدر مشترك هو عملية أشباه الموصلات. زاد تكامل أشباه الموصلات 1000 مرة في العقد الماضي ، وارتقى الجميع معًا. لكن التواصل مختلف. يتطلب الاتصال مستقبلًا ، وفي حالة انتشار eMBB ، يكون هذا المستقبل بشريًا. البشر مصنوعون من اللحم وليس من الرمل ، ومعدل المعلومات الأكبر الذي يستطيع التعامل معه ، أي عرض النطاق الترددي ، ثابت ، ولا معنى لتجاوز عرض النطاق الترددي للبشر.

بعبارات الشخص العادي ، عندما أشاهد الأفلام على PAD ، عادةً ما أشاهد التنسيق الافتراضي عالي الدقة ، على الرغم من وجود تنسيقات فائقة الدقة ، لا أقوم عمومًا بأخذ زمام المبادرة للاختيار. لماذا ا؟ لأن قصر النظر الشيخوخي الذي أعانيه لا يرى الفرق بين الاثنين. بالطبع ، يجب أن يكون الأشخاص ذوو العيون الجيدة قادرين على التمييز بينهم. يبلغ معدل الفيديو عالي الدقة 1-2 ميجابت في الثانية ، وشبكة WiFi و 4G الحالية تفوقان احتياجاتي.

بالطبع ، سيعترض البعض. على سبيل المثال ، تحظى مقاطع الفيديو بدقة 4K / 8K بشعبية كبيرة في الوقت الحالي ، وقد أخبرني أحد الأصدقاء أنه بعد مشاهدة مقاطع الفيديو بدقة 4K ، لا يمكنك مشاهدة أي شيء آخر. أشاهد مقاطع فيديو عالية الدقة كل يوم ، لكنني لا أشعر بهذه الطريقة. بالطبع ، بالنسبة لتلفزيون كبير بحجم 60 بوصة ، لا يزال من الضروري زيادة الدقة. ومع ذلك ، فإن شاشة السينما حاليًا تبلغ 2K فقط. أعتقد أن 4K / 8K أكثر نفسية. عندما يختار المستخدمون جهاز تلفزيون ، سوف يميلون أمام الشاشة ومشاهدة الشاشة. 4K / 8K أفضل بالطبع. إذا كانت على مسافة عرض عادية ، مثل 2 متر ، فهل سيكون هناك فرق كبير بين 4K و 2K؟ لم أختبره ، أيها الأصدقاء المهتمون يمكن عمل تجربة مزدوجة التعمية.

حتى بالنسبة للفيديو بدقة 4K ، فإن المعدل هو 30 ميجا بت في الثانية فقط ، ودعم 4G سهل ، فكيف يمكن أن يكون هناك طلب على 1 جيجابت في الثانية؟ هذا عن الواقع الافتراضي VR. يتطلب الواقع الافتراضي تجربة غامرة. ما هو الغمر؟ في مشهد حقيقي ، إذا أدرنا رأسنا ببطء ، فإن المشهد الذي نراه يتغير باستمرار ، وهو معنى الانغماس. من أجل تحقيق هذا التأثير ، يجب ألا تنقل تقنية الواقع الافتراضي ما تشاهده فحسب ، بل يجب أن تنقل أيضًا ما لم تشاهده.عندما تدير رأسك ، يكون قد فات الأوان لإرسال البيانات من المنظور الجديد ، وسيكون هناك تأخيرات ، وهي ليست تجربة غامرة. بهذه الطريقة ، يتم زيادة كمية البيانات بمقدار 30 مرة أخرى ، تقريبًا إلى 1G. هذه هي الطريقة التي يأتي بها الطلب على سرعة 1G 5G.

كشكل فيديو مبتكر ، يُعتقد أن للواقع الافتراضي تطبيقات معينة. تكمن مشكلة الواقع الافتراضي في أنه يتطلب خوذة خاصة ، حتى أن الخوذة البسيطة المصنوعة من حافظة الهاتف المحمول غير ملائمة للحمل. بهذه الطريقة ، يحدث الواقع الافتراضي بشكل عام في الداخل ، ويستخدم بشكل عام في سيناريوهات الأغراض الخاصة ، مثل العقارات أو المتاجر التجريبية في مناطق الجذب السياحي. لا تمر هذه الخدمات عمومًا عبر اتصالات الهاتف المحمول ، وأكثر من ذلك هي WiFi أو الخطوط المخصصة.

هناك دائمًا العديد من الأصدقاء الذين يعلقون آمالهم على أعمال غير معروفة قد تظهر في المستقبل. على الرغم من أن الأعمال المحددة ستظهر في تدفق لا نهاية له ، إلا أننا لا نستطيع التنبؤ حقًا ، ولكن طالما أن المستقبل النهائي هو الإنسان ، فإن القنوات التي يمكن للناس من خلالها إدراك المعلومات هي العيون والأذنين والأنف واللسان والجلد ، ويجب على البشر تطوير أعضاء حسية جديدة على الأقل ، لقد مرت مليون سنة من الآن. يحدد النطاق الترددي للعين البشرية الحد الأقصى لمعدل الاتصال ، وهو عنق الزجاجة المادي الذي لا يمكن اختراقه بغض النظر عن التطبيق الذي يظهر.

في الواقع ، يكون معدل WiFi دائمًا متقدمًا على شبكة الهاتف المحمول. على الرغم من أن WiFi قد وفرت لنا نطاقًا تردديًا يبلغ 100 ميغا بايت ، إلا أن معدل معظم التطبيقات في بابنا لا يزال 1-2 مليون ، والتطبيقات التي تتجاوز 10 ملايين قليلة جدًا ، وفقط التنزيلات متاحة.يأتي وقت البرنامج أحيانًا. لذلك في الواقع ، تجاوزت سرعة 4G الطلب ، والسرعة العالية لـ 5G ليست ضرورية على الإطلاق.

القدرات الحسية البشرية هي أيضًا عامل حاسم في زمن الوصول.

بالطبع ، كلما كان التأخير أقصر ، كان ذلك أفضل.لا أحد يكره التأخير القصير ، لكن المبادئ الأساسية لنظرية المعلومات تحدد أن التأخير القصير سيؤدي إلى ارتفاع التكاليف. يعتمد ترميز القناة على قانون الأعداد الكبيرة لتحقيق اتصال موثوق به ، ولتحقيق سعة القناة ، يلزم نظريًا تأخير غير محدود. لذلك ، يحدد هذا العامل الأساسي المتأصل أن التأخير لا يمكن أن يكون قصيرًا جدًا. لم يتم ذكر تأخيرات المعالجة الأخرى وتأخيرات قائمة الانتظار وتأخيرات التعليقات هنا. هناك أيضًا طريقة لتحقيق زمن انتقال منخفض ، أي تقليل الكفاءة واستخدام نسبة إشارة إلى ضوضاء عالية لتحقيق معدل منخفض جدًا. هذه التكلفة مرتفعة للغاية. كان السيد رين يقول إن تكنولوجيا الاتصالات عالية السرعة ووقت الاستجابة المنخفض لم تتحقق بعد. في الواقع ، هذه التكنولوجيا غير موجودة على الإطلاق.

يجب أن نعلم أن التأخير الحسي للإنسان يبلغ حوالي 100 مللي ثانية ، لذا فإن التأخير لعدة عشرات من المللي ثانية في 4G يكون أكثر ملاءمة ، والتأخير بمقدار 1 مللي ثانية لا معنى له للبشر. لذلك ، طالما أن هناك أشخاصًا مشتركون في التطبيق ، فلا داعي لوقت استجابة منخفض. على سبيل المثال ، لا يتم تشغيل Weibo و WeChat بشكل شائع ، وحتى ألعاب الهاتف المحمول التي يعتقد الكثير من الناس أنها تتطلب وقت استجابة منخفضًا ، لا تعمل جميعها بشكل جيد على شبكة WiFi.

القيادة الذاتية هي أحد التطبيقات التي يساء فهمها على نطاق واسع على أنها تتطلب زمن انتقال منخفض. يمكنك غالبًا مشاهدة مقالات تقول أن زمن الانتقال المنخفض يجعل مسافات الكبح أقصر وبالتالي أكثر أمانًا. لكن هذا يعتمد على افتراض أن أوامر الكبح يتم إرسالها إلى السيارة من مركز تحكم عن بعد عبر شبكة 5G. يبدو أن الحل الفعلي ليس هكذا. لا يمكن توليد أوامر مثل الكبح ، والتي تتطلب وقت استجابة وموثوقية عالية جدًا ، إلا محليًا بواسطة السيارة ، ويتم استخدام أقصر حلقة ممكنة. الاعتماد على نقل الشبكة هو معلومات مثل تخطيط المسار ومعلومات حالة الطريق التي ليس لها متطلبات خاصة للاعتمادية والتأخير. قطعت سيارات Google ملايين الكيلومترات ولا تحتاج إلى شبكة بزمن انتقال منخفض. حتى في حالة عدم وجود شبكة ، يجب أن تكون السيارة قادرة على العمل ، وهو الحد الأدنى من المتطلبات.

للسبب نفسه ، لا يمكن تحقيق التطبيقات الصناعية مثل المصانع غير المأهولة من خلال شبكات الجيل الخامس. 5G هي شبكة عامة ، وتحدد متطلباتها الاقتصادية أنها لا تستطيع تحقيق موثوقية من الدرجة الصناعية. لا يعني ذلك أنه لا يمكن تحقيق موثوقية من الدرجة الصناعية تقنيًا ، ولكن يمكن القيام بذلك وهو مكلف للغاية للاستخدام العام. يجب أن تستخدم جميع التطبيقات الصناعية خطاً مخصصًا. وينطبق الشيء نفسه على الجراحة عن بعد.

بالنسبة لهذا الموضوع ، غالبًا ما ترى تقنية عالية المستوى تسمى "تقطيع الشبكة" ، مما يعني الاستغناء عن قناة عالية الموثوقية على شبكة 5G لتلبية التطبيقات الصناعية. لكن هذا مستحيل عمليا. تعتمد موثوقية النظام على الحلقة الأضعف. إذا اعتمدت شبكة 5G مرافق أجهزة موحدة ، وإذا كنت لا ترغب في إنفاق المزيد من الأموال ، فقد تقرر بالفعل أن هذه موثوقية على المستوى المدني ، ومن المستحيل القيام ببعض الأعمال على البرنامج لجعله يصل إلى الصناعة موثوقية على مستوى. تمامًا مثل موكب ترامب ، يتطلب الأمر الكثير من المال لتطهير الطرق ، وإنشاء الحراس ، وكاشفات الطرق ، ومركبات الطرق ، وسيارات الإسعاف ، ومركبات الاتصالات ، و Army One. إن تعليق بعض اللافتات في الشارع وحده لن يحافظ على سلامة الرئيس.

على الرغم من أن زمن الوصول المنخفض والموثوقية العالية (uRLLC) هو أحد السيناريوهات الثلاثة التي حددتها 5G ، إلا أن هذا يتعارض مع الخصائص الأساسية لشبكة 5G كشبكة عامة ومن المستحيل تمامًا تحقيقه.

المصانع ذاتية القيادة والمصانع غير المأهولة التي تم ذكرها للتو هي أمثلة على إنترنت الأشياء. بعد ذلك ، دعنا نتحدث عن إنترنت الأشياء بشكل عام.

هناك قول مشهور يسمى "4G يغير الحياة ، 5G يغير المجتمع" ، وهو يشير إلى إنترنت الأشياء. تمكن 5G مجتمعنا من التطور من الإنترنت إلى مجتمع يرتبط فيه كل شيء.

على الرغم من الاعتقاد السائد بأن إنترنت الأشياء في عشية اندلاع المرض ، إلا أن هناك مشكلة ، إذ إن إنترنت الأشياء ليس بالضرورة طبقًا لاتصالات الهاتف المحمول.

كيف نشأت الاتصالات المتنقلة؟ في البداية ، كان على الناس إجراء مكالمات هاتفية والسفر إلى كل مكان ، ليس فقط في المنطقة المحلية ، ولكن أيضًا في رحلات العمل وفي الخارج. تتطلب هذه الميزة معيارًا موحدًا للوحدة المتنقلة والعالمية. لذلك ، إذا كانت هناك منظمة تسمى 3GPP ، وعمل أشخاص من مئات الشركات معًا لصياغة هذا المعيار ، فمن غير الفعال النميمة. من الضروري بناء شبكة أساسية لدعم العمليات ، كما يحتاج المشغلون إلى الاحتفاظ بعدد كبير من موظفي التشغيل والصيانة ، فهذه الخصائص تحدد أن الاتصالات المتنقلة ستكون أكثر تكلفة.

لذلك ، ما لم تتحرك ، فلن تكون هناك حاجة لاستخدام الاتصالات المتنقلة. بهذه الطريقة ، تكون قاعدة عملاء اتصالات الهاتف المحمول واضحة جدًا ، أحدهم أشخاص والآخر سيارات ، وهناك حيوانات برية. لذلك ، فإن eMBB ، وإنترنت المركبات ، والبحث العلمي الميداني ، وما إلى ذلك ، هي أعمال جادة للاتصالات المتنقلة.

لكن معظم الأشياء لا تتحرك. في ظل الظروف التي أصبحت فيها شبكة Wifi شائعة ، سيتم تحويل جزء كبير من الأعمال بواسطة Wifi ، مثل المنزل الذكي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن eMBB هو 2C ، في حين أن معظم إنترنت الأشياء هو 2B. تفضل الشركات الكبيرة مثل حقول النفط وشركات الطاقة بناء شبكاتها الخاصة ، لذلك ليست هناك حاجة لدفع إيجار شهري للمشغلين. إذا أخذنا NB-IoT كمثال ، فإن الرسوم السنوية البالغة 20 يوانًا للرابط تمثل عبئًا كبيرًا للعديد من التطبيقات. هذا يترك مساحة لأنظمة مثل Lora ، بتكلفة أقل بكثير من 5G.

لذلك ، من منظور المتطلبات الرئيسية الثلاثة لـ 5G ، لا توجد متطلبات السرعة العالية ووقت الاستجابة المنخفض ، ويقع جزء صغير فقط من إنترنت الأشياء في نطاق 5G.

الاتصالات المتنقلة والواي فاي

العلاقة بين 5G و WiFi مشكلة لا مفر منها ، هذه في الواقع العلاقة بين النظامين البيئيين لـ CT و IT التي تم ذكرها في بداية هذه المقالة.

بادئ ذي بدء ، هناك حقيقة يمكن أن يشعر بها الجميع ، تحمل شبكة WiFi 80 من حركة المرور ، لكننا لن ندفع فلسًا واحدًا مقابل ذلك ، ولكننا سندفع إيجارًا شهريًا لـ 4G الذي يحمل 20 فقط من حركة المرور. لماذا هذا؟

في مجتمع المعلومات ، الهواتف المحمولة هي القناة التي نتواصل من خلالها مع المجتمع. عندما نتعود على هذا النوع من الاتصال ، نشعر بالذعر عندما نفقد الاتصال. يقوم العديد من الأشخاص بفحص WeChat و Weibo والبريد الإلكتروني والأسهم وتذاكر اليانصيب بمجرد أن تتاح لهم الفرصة ، خوفًا من تفويت فرصة كبيرة أو عدم الرد في الوقت المناسب. وهذا يعني أن التواصل مع المجتمع في أي وقت وفي أي مكان هو حاجتنا الفورية. لتلبية هذا الطلب الصارم ، يلزم وجود شبكة تغطية واسعة ، وهو هدف ووظيفة الاتصالات المتنقلة.

عندما كانت شبكة WiFi ساخنة ، حاولت بعض المدن بناء مدن WiFi واستخدام WiFi لتحقيق التغطية ، لكنها فشلت جميعًا في النهاية. نظرًا لأن WiFi مصمم بواسطة عالم تكنولوجيا المعلومات ، فإنه يفتقر إلى القدرة على تحقيق تغطية واسعة. يتجلى هذا في الحلول التقنية ، ولن تتم مناقشته بالتفصيل هنا. في وقت لاحق ، قامت صناعة تكنولوجيا المعلومات بترقية WiFi إلى WiMax وحاولت التنافس مع CT ، لكن جينات صناعة تكنولوجيا المعلومات لا تزال تؤدي إلى فشل WiMax وإفلاس Nortel.

نظرًا لأن WiFi لا يمكن أن يحقق تغطية واسعة ، يتم تعريفه على أنه امتداد للشبكة الثابتة وقد تغلغل بنجاح في معظم المنازل والفنادق والمكاتب. حاليًا ، وصل المعدل المقاس لشبكة WiFi إلى 300-400 ميغابت في الثانية. يوفر WiFi اتصالًا عالي السرعة في مواقع محددة. أجهزة التوجيه رخيصة جدًا ، 200 يوان للقطعة الواحدة ، ويمكن للمستخدمين شراء واحدة بأنفسهم وتنفيذها بأنفسهم.من الواضح أنه ليس من المجدي التحكم مركزيًا في أجهزة التوجيه هذه وتحصيل الإيجار الشهري.

يحاول كل من IT و CT غزو أراضي بعضهما البعض. كانت WiMax في السنوات الأولى محاولة فاشلة من قبل تكنولوجيا المعلومات لغزو CT. في السنوات القليلة الماضية ، سمعت في كثير من الأحيان أخبارًا مختلفة. في إحدى المرات كان شياو جا والمرة الأخرى ماسك ، الذي أراد إنشاء شبكة WiFi مجانية في جميع أنحاء العالم. قال تشو هونغ يي إنه كان مسؤولاً عن شركة تشاينا موبايل ، وكان ذلك كل هذا مجانا. بالطبع لم تنجح. تحدد المعايير الموحدة والتغطية الواسعة وتحسين الشبكة وإدارة العملاء التي تتطلبها اتصالات الهاتف المحمول جميعًا أن المشغلين عبارة عن نظام بيروقراطي متعدد الطبقات لا يتوافق مع جينات الإنترنت. تبلغ الإيرادات السنوية لشركة تشاينا موبايل 800 مليار يوان ، وهو ما يكفي لشراء 660s. إذا قلت إنها مجانية ، يمكنك التخلص منها. كيف يمكنك استرداد الكثير من الأموال؟ المستخدمون مستعدون لدفع هذه الأموال ، لكنهم لا يقبلونها ، فماذا يسمى ذلك؟

في المقابل ، هل يمكن أن تحل اتصالات الهاتف المحمول محل شبكة WiFi؟ تغطية WiFi صغيرة وعالية السرعة ومنخفضة التكلفة ، كما أن استخدام نطاقات التردد غير المرخصة يحدد حتميتها المجانية. لاستبدال WiFi ، يجب أن تحقق الاتصالات المحمولة أيضًا مثل هذه التكلفة المنخفضة وأن تكون مجانية. هل يمكن هذا؟ إذا كان بإمكان 4G الاستفادة من الميزان الحالي لإنشاء محطات قاعدة Femto منخفضة التكلفة ، فمن الممكن نظريًا. ومع ذلك ، فإن حجم السوق صغير جدًا بحيث لا يمكن لمصانع الأقحوان الكبيرة أن تنظر إليه ، ولا يمكن لنظام الإدارة الحالي التكيف. من الصعب على المصانع الصغيرة أن تمتلك هذه القدرة التقنية. لذا فالأمر أكثر صعوبة.

لذلك ، فإن الاتصالات المتنقلة و WiFi لها سيناريوهات التطبيق الخاصة بها. يمكن أن تحقق اتصالات الهاتف المحمول اتصالاً في أي وقت وفي أي مكان ، ويمكن أن تلبي الاحتياجات الصارمة للمستخدمين ، في حين أن شبكة WiFi رخيصة وليس لها إيجار شهري ، والتي يمكن أن تلبي احتياجات التطبيقات عالية السرعة للمستخدمين وستتعايش لفترة طويلة.

لعبة 5G

بعد أربعة أجيال من تطوير الاتصالات المتنقلة ، يحصل الناس على قاعدة ظاهرية ، أي أن الجيل الفردي ليس ناجحًا للغاية ، بينما الجيل الزوجي ناجح للغاية. بعد تحليلنا ، وجدنا أن 1G و 3G كانت مدفوعة بالمطالب الجديدة ، لكن التكنولوجيا لم تكن جيدة جدًا ، في حين أن 2G و 4G حسنت التكنولوجيا على أساس الطلب الأصلي وكانتا ناجحتين للغاية. على الرغم من أن 1G و 3G كانت أقل نجاحًا ، إلا أنه لا يمكن وصفها بالفشل ، فهي في النهاية تقنيات لتلبية المتطلبات الجديدة. ولكن عندما يتعلق الأمر بشبكات الجيل الخامس ، فإن الطلب وهمي ، ولم تتقدم التكنولوجيا ، لذا من المحتم أن تفشل.

5G هو أهم موضوع في الوقت الحالي. بعد حادثة Meng Wanzhou بشكل خاص ، شكل الإمبرياليون الأمريكيون مجموعة لقمع Huawei ، وقد اعتبر الشعب الصيني بالفعل 5G ساحة معركة للمواجهة بين الصين والولايات المتحدة.

فيما يتعلق بموقف 5G ، ألقى السيد رين كلمة ذات مرة ، قائلاً إن الطلب على 5G لم يظهر. أنا معجب في قلبي بأن السيد رين قد وصل حقًا إلى عالم فعل ما يريد دون خرق القواعد ، ولا تتحكم فيه مصالحه. في وقت لاحق ، أعرب Xu Zhijun أيضًا عن وجهة نظر متحفظة نسبيًا بشأن 5G. ولكن بعد ذلك تغيرت النبرة ، واعتذر السيد رين لخط الإنتاج عن خطابه. في وقت لاحق ، أصدرت Huawei وثيقة تقول إنها ستفوز بحزم في معركة 5G.

نحن نعلم بالفعل أن القيمة الأساسية لاتصالات الهاتف المحمول هي إدراك قدرة الاتصال في أي وقت وفي أي مكان ، وتحسين قدرة الشبكة على هذا الأساس. إذا لم يتم تغطية هذه الفرضية ، فلن تكون هناك قيمة تجارية لتحقيق سرعة عالية محليًا فقط. على سبيل المثال ، الاتصال بالضوء المرئي الذي تحدث عنه الجميع ، لأن التغطية صغيرة ، يمكن أن تخدم فقط شخصين أو ثلاثة ، والسرعة عالية جدًا ، والتي تتجاوز عرض النطاق الترددي للأشخاص ، ولا معنى لها. هذه المشكلة صحيحة لكل من الموجات المليمترية والتيراهيرتز.

على الرغم من أن المعدل المرتفع بشكل مفرط لا معنى له ، مع زيادة معدل اختراق المستخدمين وانخفاض التعريفات ، فإن الزيادة السنوية في حجم البيانات بنسبة 30 ستستمر لسنوات عديدة. لذلك ، تحتاج شبكة الهاتف المحمول أيضًا إلى التوسع.

يتمثل الاتجاه الصحيح لتطوير الاتصالات المتنقلة في زيادة سعة الشبكة بتكلفة منخفضة مع ضمان التغطية المستمرة. بالطبع لست وحدي في معرفة أن هذا هو الاتجاه الصحيح ، في الواقع ، هذا هو الفطرة السليمة في صناعة الاتصالات.إن نجاح 2G و 4G هو هذا النموذج.

تنحرف شبكة 5G عن هذا النموذج وتذهب في الاتجاه الخاطئ. هناك ثلاثة أسباب وراء ذلك: أولاً ، واجه ابتكار مبادئ الاتصال عنق الزجاجة ، وثانيًا ، حققت تكنولوجيا أشباه الموصلات تطورًا هائلاً ، ثالثًا ، سلسلة صنع القرار في الصناعة اللاسلكية طويلة جدًا.

لقد تم تطوير تكنولوجيا الاتصالات منذ مائة عام ، وبسبب موقعها الاستراتيجي وقدرتها على تكوين الثروة ، فقد استثمر فيها أقوى ذكاء في العالم ، ولكن تم اكتشاف ابتكارات بسيطة منذ فترة طويلة. تم اختراع خوارزمية BCJR المستخدمة في فك شفرة Turbo في السبعينيات ، وبعد أن فهمتها أخيرًا من خلال الصعوبات ، تنهدت أن هذا لا يمكن القيام به إلا من خلال عقد صفقة مع الشيطان. بحلول عام 2009 ، مع تقدم Turbo و LDPC و Polar و OFDM و MIMO وغيرها من المجالات والاقتراب من الحد النظري ، شعر المجتمع الأكاديمي عمومًا أن الطبقة المادية قد ماتت ولم يعد بإمكانها الابتكار. كما تشعر أنواع القهوة الكبيرة مثل David Tse ، الذي تم التعرف عليه على أنه ورث عباءة Shannon ، أنه لا يوجد مكان تذهب إليه والتحول إلى المعلوماتية الحيوية.

في الوقت نفسه ، تطورت تقنية أشباه الموصلات بشكل متفجر. تم تغيير قرص U في أيدي الجميع من 128M منذ 10 سنوات إلى 128G الآن. في حالة عدم إمكانية اختراق مبدأ الاتصال ، فمن الطبيعي الاستفادة من قوة الحوسبة القوية لتحقيق سرعة عالية. تجعل قوة الحوسبة العالية من الممكن استخدام نطاق تردد أوسع والمزيد من الهوائيات. بشرط أن يظل مبدأ الاتصال دون تغيير ، فمن السهل جدًا زيادة السرعة بعنف بمقدار 1000 مرة من خلال قوة الحوسبة. أنتجت Huawei بالفعل نموذجًا أوليًا بسرعة 115 جيجابت في الثانية. قراءة التقارير التي تفيد بأن بلدي قد أطلق بحث 6G ، وأن السرعة أعلى 10 مرات من 5G ، فأنا عاجز حقًا.

صناعة الاتصالات المتنقلة لها خصائص مختلفة عن الصناعات الأخرى. الصناعة العامة هي تطوير المنتجات إلى السوق والحصول على التعليقات والتحسين التدريجي ، وهي عملية التكرار السريع. ويتطلب الاتصال عبر الهاتف المحمول أنه قبل عدم وجود أي شيء ، يوافق الجميع على معيار ، ثم يصنعون منتجات وفقًا لهذا المعيار. متى يتم الشروع في جيل من معايير الاتصالات هو قرار استراتيجي يتخذه القادة السياسيون ورجال الأعمال. بالطبع ، سوف يستشيرون الخبراء الفنيين ، لكن الخبراء قد لا يفهمون ذلك ، فهناك لعبة اهتمامات ضخمة ، ومن الواضح أنها غير موثوقة. القاعدة الكلية التي تعترف بها الصناعة هي جيل عشر سنوات. عندما يحين الوقت ، ستعمل قوى جميع الأطراف معًا للترويج له ، وسيتم ذلك. بمجرد أن رن المدفع ، كان الذهب عشرة آلاف تيل. حتى لو لم تستطع فعل ذلك فعليًا ، عليك تهيئة الظروف للقيام بذلك. لذلك نرى الكثير من التقنيات الرائعة في 5G ، مثل الموجة المزدوجة الكاملة والموجة المليمترية ، والآن يأتي الضوء المرئي وتيراهيرتز. كلا من NOMA و F-OFDM جيدان بالمقارنة.

بمجرد إطلاق جيل من معايير الاتصالات المتنقلة ، استثمر جميع اللاعبين تكلفة ضخمة قبل إطلاق المنتج. في ضوء الموقع الاستراتيجي لصناعة الاتصالات ، ستصادق عليها الحكومة أيضًا. الكل مرتبط بهذه العربة ، وحتى لو كانت هناك مشكلة فلن تتوقف حتى تصطدم بالجدار الجنوبي.

لذلك ، فإن مشكلة 5G ليست مشكلة هواوي فقط ، أو مشكلة الصين ، ولكن أيضًا مشكلة الولايات المتحدة وأوروبا. يرى العديد من مستخدمي الإنترنت أن إمبراطور الولايات المتحدة يقوم بتصحيح Huawei على 5G ، ويعتقدون أن ما يعارضه الإمبراطور الأمريكي يجب أن يكون مهمًا للغاية. ظلت الصين متخلفة عن الركب لفترة طويلة ، مستخدمة الولايات المتحدة كمنارة. ولكن بعد 40 عاما من الإصلاح ، أصبحت القوة الوطنية للصين أقوى وأقوى. اكتسبت صناعة الاتصالات ككل مكانة رائدة. في هذا المشهد التنافسي ، حتى الإمبرياليون الأمريكيون سيرتكبون أخطاء. ما إيريديوم ، ويماكس ، أليست كلها من صنع إمبراطور الولايات المتحدة؟ لذلك ، يجب أن يكون لدينا حكم مستقل ، بدلاً من أن نتأثر بحكم الطرف الآخر. مع اقتراب الاستخدام التجاري ، ستنكشف مشاكل 5G تدريجيًا. على سبيل المثال ، تم اتهام عملية الاحتيال الأخيرة لـ 5G لشركة ATT ، واتهام 5G لكوريا الجنوبية بأنها عديمة الفائدة ، وفشلت أستراليا في إطلاق خدمات 5G كما هو مخطط لها ، وما إلى ذلك. آمل أن تذكر هذه المقالة جميع الأطراف بتقليل الخسائر قدر الإمكان.

بسبب خطاب السيد رين ، أعتقد أن Huawei لديها فهم واضح لـ 5G ، كما تحدث خطاب السيد رين أيضًا عن نقص الطلب على 5G. إن نجاح 5G جيد بالطبع ، ويمكن أن يصبح مجال إنتاج الحبوب لشركة Huawei. علاوة على ذلك ، كانت شبكة 5G من Huawei متقدمة على أصدقائها لمدة 12 شهرًا في الرأي العام. لكن فشل 5G مفيد أيضًا لشركة Huawei. نظرًا لأن Huawei لديها خط الإنتاج الأكثر اكتمالًا وهي الشركة الرائدة في هذا المجال ، فلا يعني أي ابتكار تقني ترسيخ الهيكل الحالي ، وستكون هواوي هي التي تضحك أخيرًا. بالطبع لا مفر من تسريح العمال ، وهذا ليس بالأمر السار لكلاب التواصل. بالنسبة لمصنعي المعدات من الدرجة الثانية ، يعد هذا كارثيًا ، فلا يمكن استرداد الاستثمار في 5G ، وستتآكل حصة السوق الحالية تدريجيًا بواسطة Huawei. بالنسبة لشركة Qualcomm ، الأمر أكثر تدميراً ، فقد انتهت صلاحية براءة اختراع 3G ، وبراءة اختراع 4G ليس لها براءة اختراع ، ثم اختفى الجيل الخامس 5G ، كيف يتم تحصيل رسوم براءة الاختراع؟ في السنوات الأولى ، اعتقدت أن المعدات والهواتف المحمولة ليست مربحة ويتم إلقاؤها للآخرين ، لكنني الآن مذهول قليلاً. بينما لا يزال لدي بعض المال في متناول اليد ، أرغب في قبول NXP ، لكنني منزعج أيضًا من الحرب التجارية. أخشى أن هذا اليوم لن يدوم.

الطريق للأمام

كما ذكر أعلاه ، يتمثل اتجاه تطوير الاتصالات المتنقلة في زيادة سعة النظام باستخدام تقنية منخفضة التكلفة مع ضمان التغطية. العامل الذي يقف وراء ذلك هو طفرة في التكنولوجيا الأساسية. هذا أيضًا هو الهدف الذي سعيت إليه دائمًا طوال عقدين تقريبًا من مسيرتي البحثية في مجال تكنولوجيا الاتصالات.

على الرغم من أن المجتمع الأكاديمي متشائم بشأن آفاق تطوير مبادئ الاتصال ، إلا أن الوضع يتغير.

لقد أصدرت إعادة استخدام الترددات الناعمة متعددة المستويات (MLSFR) في عام 2014 ، وهي نسخة محسّنة من تقنية SFR. توضح النظرية أن SFR يمكن أن يحسن الكفاءة الطيفية بحوالي 10 ، ويمكن تحسين MLSFR بنسبة 30. والجدير بالذكر أن هذا بدون إضافة أي تكلفة للأجهزة. في الثلاثين عامًا الأخيرة من تاريخ الاتصالات ، يمكن مقارنة رموز Turbo فقط بهذا المستوى من التقدم التكنولوجي ، وهو ما يتجاوز بكثير ابتكار Qualcomm التكنولوجي في مجال CDMA. سوف تصبح MLSFR حجر الزاوية في تكنولوجيا شبكات الاتصالات المتنقلة في المستقبل.

أبعد مدى ، لقد حققت اختراقة كبيرة في نظرية المعلومات. كما نعلم جميعًا ، أسس شانون نظرية المعلومات في عام 1948 ، وأهم إنجاز هو معادلة سعة القناة هذه: C = log (1 + S / N) ، وهي منارة توجه أبحاث تكنولوجيا الاتصالات والتنمية الصناعية.

لكن شانون أعطت فقط سعة قناة AWGN الأبسط. جميع قنوات الاتصال اللاسلكي هي قنوات باهتة ، وقدرة شانون على قنوات التلاشي ليست سوى البداية ، وقد طور العلماء في وقت لاحق مجموعة من النظريات حول سعة القناة المتلاشية ، والتي يمكن العثور عليها في الكتب المدرسية الكلاسيكية حول مبادئ الاتصال.

ومع ذلك ، فإن نظرية سعة قناة الخبو الحالية خاطئة.

لقد كنت أفكر في هذه المشكلة لمدة 14 عامًا ، وأخيراً طرحت نظرية جديدة لتلاشي سعة القناة وأكملت المسودة الأولى للورقة في مارس 2018. يمكن للجميع تجربة دورة البحث الأساسي. عملية المراجعة صعبة للغاية أيضًا. بدأت في التقديم إلى Nature ، لكن Nature تعتقد أن المخطوطات المليئة بالصيغ لا تتوافق مع أسلوبها ، ولا تزال تقدم إلى مجلة IEEE Transactions on Information Theory. بعد 5 أشهر من المراجعة ، تم رفضها لأن اثنين من المراجعين اعتقدا أن الورقة قد أساءت فهم نظرية المعلومات. فكر في ورقة رمز Turbo في ذلك العام ، اعتقد الحكام أن هناك خطأ ثلاثي الأبعاد. من المحتمل أن تكون هناك قاعدة مفادها أن الاختراقات الكبرى يساء فهمها ، ويجب على المبتكرين أن يكونوا مستعدين لذلك. لكن قاض آخر أعطى تأكيدا كاملا. بالطبع ، من السهل الإجابة على جميع تعليقات المراجعة ، فبعد مراجعة المخطوطة وتقديمها مرة أخرى ، استمرت المراجعة لمدة ثلاثة أشهر أخرى ، ولم يتم الإعلان عن أي نتائج. في سياق الحرب التجارية بين الصين والولايات المتحدة ، تعمل الولايات المتحدة على تصحيح هواوي ، ومن الصعب ضمان ألا تؤدي السياسة إلى تآكل الأخلاق الأكاديمية. على أي حال ، سيرى الجميع قريبًا.

ينذر اختراق النظرية الأساسية بثورة تكنولوجية أخرى في صناعة الاتصالات اللاسلكية ، والصين هي مصدر هذه الثورة.

الطريق إلى النجاح ليس مزدحمًا ، ونحن نمضي قدمًا.

إحياء الذكرى الأربعين للإصلاح والانفتاح.