元宇宙：冲破5G的上限

 

香农三大定理是信息论的基础理论。香农三大定理是存在性定理，虽然并没有提供具体的编码实现方法，但为通信信息的研究指明了方向。香农第一定理是可变长无失真信源编码定理。香农第二定理是有噪信道编码定理。香农第三定理是保失真度准则下的有失真信源编码定理。

 

 

5G通信技术的颠覆性

 

在经历了1G到4G时代，通过使用蜂窝通信、CDMA、TDMA等方式，对通信频段和增加信息密度，现代通讯技术不断使信息传递量逼近那个时代条件下的香农极限。4G LTE技术采用了正交频分多址技术(OFDMA)，将信道利用基本达到极致。而如今5G的出现可以说是在服从香农定理之下，颠覆了前面的一切。

 

 

5G网络采用了很多新的无线通信技术，其中最具代表性的就是波束赋形(Beamforming)，大规模天线阵列(Massive MIMO)，以及毫米波通信(mmWave)。

 

大规模天线阵列在5G网络中具有更精确的3D波束赋形，提升接收信号强度，提升基站的吞吐率，可同时同频服务更多用户，提高网络容量，有效减少小区间的干扰。

 

毫米波最大的优势就是更宽的带宽，根据香农公式，带宽越大信道容量也就越大，通信速率也就变得越快。

 

这些技术的成熟为未来的5G应用打下了丰富而坚实的基础。下图是美格智能SRM825W毫米波模组在Keysight E7515B仪表下的性能测试，实测到下行5.72Gbps的峰值速率，相信在不远的将来，实验室会测到20Gbps的下载速率。但事实上，5G的潜能在今天还完全没有被广泛使用。现今的5G可以说是水牛捉跳蚤——有劲使不上。

 

 

而在元宇宙的构想中，海量数据传输、边缘计算、自动驾驶、智能制造等技术正需要5G的网络特性。5G技术虽然在当下仍还在推广和发展，但要发挥它真正的实力，元宇宙大门的开启是关键。

 

 

元宇宙：全球互联时代的新航路开辟

 

历史上著名的地理大发现，指的是15世纪到17世纪，欧洲的船队出现在世界各处的海洋上，寻找着新的贸易路线和贸易伙伴。在这些远洋探索中，许多不为人知的国家与地区被人们发现。

 

新航路的开辟，使人类第一次建立起跨越大陆和海洋的全球性联系。各个大洲之间的相对孤立状态被打破，世界开始连为一个整体。东西方之间的文化、贸易交流大量增加，对世界各大洲在数百年后的发展也产生了久远的影响。

 

历史上的新航路开辟充满着未知冒险：航行者无法准确测量经度，木制船壳无法抵抗船蛆的侵蚀，储备的食物不适于长期航行。如今的元宇宙概念正像是全球互联时代背景下的新航路开辟。人们对它充满争议与好奇，试图不断探索其中奥秘。无疑，未来元宇宙技术的成熟将对全世界带来深远的影响。

 

元宇宙的初步应用场景：VR会议

 

10月28日，Facebook率先打响第一枪，宣布改名为Meta，并详细阐述了打造自己的沉浸式数字世界的计划，正式进军元宇宙产业。Facebook提出了Infinite office的概念，这是一款VR虚拟办公应用，可以通过创建虚拟办公空间提高使用者的工作效率。

 

今年8月，Facebook为Infinite Office系列推出VR会议APP Horizon Workrooms，使用者可通过VR设备在会议中的虚拟桌面上放置白板，用手柄写字，投屏分享真实的电脑屏幕内容，走到白板处记下脑暴碰撞的火花，增强与会者的体验。

▲2021年8月，Facebook推出Horizon Workrooms

为VR办公提供3D会议室场景

 

实现该应用场景需要以下三个关键技术要素的支撑：

 

AI算力：视觉建模和传感器技术支持、机器学习和自然语言处理、智能交互和虚实交互技术。

 

数据采集/交互：传感器技术发展、5G低延时高速通讯、AIoT万物互联基础建设。

 

云端支持：云计算、边缘计算和云结构化。

 

▲元宇宙的云架构

 

我们的技术是打开元宇宙大门的钥匙

 

5G是实现元宇宙的网络基础设施，AI算力构建元宇宙-全真互联网。

 

具有高速率、低时延和广连接特点的5G通信技术可达到100Mbps至9Gpbs速率和低至2毫秒至10毫秒时延，支持全场景虚拟现实与增强现实同时运行。与此同时，VR会议的内容加工、物体识别跟踪、场景理解和画面渲染等功能均需要强大的AI算力加持，以实现更好的临场感和逼真度。

 

随着5G和AI技术的不断发展， 5G+AIoT产品对元宇宙市场也将带来颠覆性影响。增强现实设备与虚拟现实设备高度融合，或达到混合现实水平，可进行云端图像构建、渲染，实现虚拟画面与真实世界双向实时嵌入目标。

 

▲点击图片，了解更多IoT蜂窝模组的3.0时代详细介绍

 

元宇宙的实现离不开5G和AI算力的技术突破。在IoT蜂窝模组3.0时代的背景下，自带高算力的5G蜂窝通信功能的智能模组将成为新的趋势，向各大应用领域深入和拓展。作为行业首家推出5G智能模组的企业，美格智能先后发布了多款5G智能模组与行业解决方案，为多家知名企业定制开发了5G智能终端产品，协助万物智联的实现。

 

▲点击图片，了解更多5G智能模组SRM930详细介绍

 

今年，美格智能最新推出的5G智能模组SRM930搭载了高通QCM6490平台，具有高性能GPU和ISP，CPU：100K DMIPS、GPU：1126 GFLOPS，综合AI算力可达14TOPS。支持多路摄像头、双高分辨率显示及3D渲染，可在XR领域进行应用和推广，推动元宇宙领域蓬勃发展。具体架构可参考如下框图：

 

 

随着智能网联边缘的扩展和元宇宙带来的兴起，以及云相关业务的快速发展，这一颠覆级生态将带来亿万级的市场。作为近期各行各业广泛关注的热点，元宇宙在5G、人工智能、VR、AR、区块链、云计算等行业属性的加持下，将衍生出更多五彩斑斓的应用场景。未来，美格智能会在5G+AIoT的赋能下，紧跟时代步伐，继续促进实现千行百业的数字化运营和数字化发展，为元宇宙的到来做好充分准备！