深度剖析｜5G时代，智能硬件如何趁势而上？

近年来，智能硬件的品类日渐丰富，竞争也不断趋于激烈。用户体验不好、使用场景痛点多、产品弃用率高，一直让智能设备饱受诟病。对此，只有从场景挖掘、技术升级、用户体验、材料选取等方面促进产业升级，才能带来持续发展。

今年第二季度，全球智能手表出货量突破1000万只，同时竞争也日趋激烈。苹果尽管销售出350万只iWatch，但其全球市场依然从第一季度的43%跌至34%。

物联网带来新入口

智能可穿戴设备的良好走势源自物联网技术不断进步，每个智能可穿戴设备其实就是一个物联网入口。

5G的发展也为智能可穿戴设备带来了利好。通过高效的联动，具有数据采集和智能运算能力的智能可穿戴设备，通过5G网络实现即时互联，将带来更多富有想象力的新场景。市场研究机构IDC也在研报中表示，随着5G的来临，更多物联网设备得到整合应用，智能可穿戴设备也将趋于多元化，并且让人们的生活更加高效。

来看看移动通信技术的发展

20世纪80年代初

1G 模拟语音

1990年

2G 数字语音

2000年

3G 移动宽带

2010年

4G 更好更宽的移动宽带

……

5G

未来网络的移动通信的需求

库伯定律(Cooper’s Law)认为，频谱效率每30个月就要翻一番。这一预测，与摩尔定律一样神奇，大致吻合了无线通信技术发展的历史和现状。按照业界的预测数据，数据量年度复合增长率是57%，设备增长率约99%，到2019年上网的设备将达到100亿部左右。

五大需求

高速率

可提供HD质量的图像业务，用户数据速率大于1Gbps

高数据容量

移动数据业务以每分钟翻一番的速度递增；1000倍量级的流量

海量连接数量

各类机器终端连接到移动网络，形成100~1000 倍的连接器件数目

用户体验

达到固定Web接入业务的体验， 业务时延小于10~20ms

节能通信

大量网络节点和终端的出现，将消耗大量的能耗， 需要1000倍量级的能耗效率提升

--高可靠、低延迟,使无人驾驶、物物通信等远程精确的通信场景成为可能--

目前5G的新技术层出不穷近期的热点技术包括：大规模天线技术（Massive MIMO），超密集组网技术（UDN），软件定义网络（SDN），网络功能虚拟化技术（NFV），全双工技术，新型多址方式（SCMA、F-OFDM、MUSA等），毫米波通信等。但目前这些技术都需要进一步的验证、仿真及检验其性能等等。

• 技术融合的障碍：如何兼容传统网络，语音及多种接入方式等等；

• 能耗的挑战：用户流量激增带来每Bit成本降低，但相应的设备的能耗就提高；

• 终端设备的挑战：速率提高，也就给终端的待机时间、散热工艺、电池工艺提出更高要求；

• 带来挑战业务适配的挑战：需要统一的通信协议来你满足业务的灵活性。

  
  

全球5G的研发情况

via：Digital Single Market

5G for Europe Action Plan

欧盟的5G的推进情况

2012年9月

启动了“5G NOW”的研究课题，课题主要面向5G物理层技术进行研究。

2012年11月

正式启动名为“构建2020年信息社会的无线通信关键技术”（METIS）的5G科研项目。

2014年1月

启动了“5G 公私合作”(5G-PPP)项目。

2014年-2016年

开展5G基础研究工作，提出5G需求愿景。

2016年-2018年

进行系统研发与优化，开展标准化前期研究。

2018年-2020年

开展大规模试验验证，启动5G标准化工作。

欧盟成员国的研发进展

via：UK5G

5GTT Programme Funded Projects

英国

2012年10月：建立5G网络研发中心，率先推进国内5G研发工作。

2015年09月：全球顶级5G创新中心（5GIC） 在英国萨里大学成立。华为公司按照业界最先进5G研究成果，建设的5G测试床在5GIC正式开通。

德国

2012年6月：在德累斯顿科技大学成立了5G无线通信系统专门实验室。

2018年-2025年：

• 制定5G频率商用框架；

• 建立电信行业与应用行业之间的对话论坛；

• 推进5G研究，共同制定未来国际5G标准；

• 推进应用项目，如5G实验城市；

• 促进基础设施建设。

  
  

日本的5G发展情况

2013年10月

日本无线工业及商贸联合会（ARIB）设立5G研究组“2020 and Beyond Ad Hoe”,主要任务是研究2020年及以后移动通信服务、系统概念和主要技术。

2014年6月

日本NTT DoCoMo与诺基亚网络共同实施了5G技术实验，在实际商业设施内以70GHz频带接受信号，实现了超过2Gbit/s的无线数据传输。

韩国的5G发展情况

2013年6月

成立了5G论坛推进组5G Forum。

2014年1月

韩国MSIP建立“未来移动通信产业发展战略”。

2014年5月

三星演示了5G系统，在28GHz的宽带中实现1Gbps的速率，并达到2km的覆盖距离。

2018年

韩国SK电讯在平昌冬奥会上推出5G，也是全球5G的首次应用。

美国的5G研发进展

2012年7月

纽约理工大学成立由政府和企业组成的联盟。宽带无线接入技术与应用中心（BWAC）也在积极开展5G项目研发。

2016年7月

白宫发表推进5G研究的先进天线电通信研究计划（AWRI）的声明，AWRI将使用美国联邦通信委员会（FCC）开放的5G用频率在美国4个城市进行5G技术推广和实验。

中国的5G研发进展

via：IMT-2020(5G)

IMT-2020(5G)推进组发布了第一份5G白皮书--《5G愿景与需求白皮书》

2013年2月

工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技部成立了“IMT-2020(5G)推进组”。

2015年2月

发布«5G概念»白皮书，明确5G概念及主要技术场景。

2015年9月

中国IMT-2020(5G)与欧盟5G PPP签订5G合作备忘录，双方将在5G推进中展开合作。

2016年7月

中央印发«国家信息化发展战略纲要»，下一步将加强5G与垂直行业的融合创新研究，以工业互联网、车联网等重点行业应用为突破口，构建支撑行业发展安全、泛在的5G网络。

2016年11月

国际无线标准化机构3GPP的RANI(无线物理层)会议上，中国华为公司主推的Polar Code(极化码)被采纳为控制信道的编码方案，而高通公司主推的LDPC码被采纳为数据信道的长码块编码方案。

2017年7月

中央印发«国家信息化发展战略纲要» 并再次明确了5G作为国家战略的具体目标：

1、2020年互联网国际出口带宽达到20太比特/秒（Tbps），支撑“一带一路”建设实施，与周边国家实现网络互联、信息互通，建成中国－东盟信息港，初步建成网上丝绸之路；

2、2025年互联网国际出口带宽达到48太比特/秒（Tbps），建成四大国际信息通道，连接太平洋、中东欧、西非北非、东南亚、中亚、印巴缅俄等国家和地区。

部分企业的5G的研发情况

华为

华为布局非常广泛，在无线新空口、5G新网络架构、全双工、新波形等广泛领域取得了诸多突破性进展。

华为瞄准视频、垂直行业、家庭应用三大行业机会：

华为5G业务开展情况

视频里华为与合作伙伴展示的5G协同机械臂操作，展现了智能工厂的一角。

via：华为

在未来，全息VR/VR通讯有望通过5G实现。

via：华为

移动智能机器人时代将全面来临

2017年年初，华为还与德国电信等产业伙伴展开了广泛的研究与合作，探索5G通信技术在智能制造领域的应用前景。视频里华为与合作伙伴展示的5G协同机械臂操作，展现了智能工厂的一角。

via：电子发烧友

随时随地智能跟拍的Mavic Pro

华为与大疆联合展示的巡检无人机，在这个场景中，5G网络因其上行速率与时延相比4G有质的飞跃，回传视频图像才能保证实时与清晰，因而拥有更独特的商业价值。

三星

2017年6月27日和运营商SKT在三星水原产业园进行了3.5GHz频段的5G新标准原型测试。测试中，吞吐量达到了1Gbps，进一步拉近5G商用化，小区总速率10-20Gbps。至此，三星既可以用毫米波实现短距离超高速覆盖，也可以用厘米波实现远距离大用户量接入。

笔者认为，三星的5G未来需要支持多种业务，包括无处不在的医疗保健、超高清视频、可穿戴/柔韧的移动设备、移动云系统、智能地图/导航、实时交互游戏。

爱立信

笔者认为，目前爱立信接近零时延的功能将会实现在危险环境中机械装置的远程操作，也可实现汽车的无人驾驶；高速率和可以实现数十亿具有视频功能的设备，都可高质量连接。

中兴

笔者认为，中兴的5G会面向用户的体验提升，将为“人”在感知、获取参与和控制信息的 能力上带来革命性的影响。

基于LTE的4.5G或可取代WIFI

目前企业在无线网络接入中主要以LTE技术和Wi-Fi技术为主。一方面，LTE作为运营商授权频谱的服务虽然具有广阔的覆盖和高流量，但是LTE资费较高，普通企业难以获得授权频谱。另一方面，Wi-Fi虽广泛应用在企业和个人环境中，却包含性能体验差、安全性低等问题，由此Multefire技术诞生了。

Multefire的作用在于，它能使得4G基站像WiFi那样容易设置安装，同时提供4G的速度。只要有合适的硬件，任何人都可以拥有一个本地的4G基站、基站集群或一个完全成熟的蜂窝网络。

通过高效的联动，具有数据采集和智能运算能力的智能可穿戴设备，通过5G网络实现即时互联，将带来更多富有想象力的新场景。市场研究机构IDC也在研报中表示，随着5G的来临，更多物联网设备得到整合应用，智能可穿戴设备也将趋于多元化，并且让人们的生活更加高效。

技术和体验要足够精准

苹果的蓝牙耳机AirPods刚推出的时候，我还想谁会花1000元买一个音质并不出色的耳机呢？但AirPods充电方便、自动连接手机，从耳朵上拿下来音乐播放就自动停止，戴上就又开始播放，这些功能对用户对现阶段的需求：体验良好，聪明“一点点”已经足够了。

实际上，智能可穿戴设备无法达到体验需求一直是产业发展的最大短板。有数据显示，智能手表的弃用率高达29%，这对产业发展而言是相当严重的问题。可穿戴设备要想实现可持续增长，必须提供突破性产品和较低的入门价格。”

正是基于这两大因素，智能可穿戴设备需要在体验需求上“过关”。拿儿童手表来说，通话清晰和定位准确是购买者的核心诉求。今年6月底，高通推出了针对儿童智能手表的新型芯片，使用传感器融合技术，不仅能够提供比GPS更为精确的位置追踪，还支持高像素摄像头和视频通话功能。

随着5G时代的来临，高速率和高移动性的特征越来越明显，智能可穿戴设备还要在“可信”上更加准确。大量智能可穿戴设备的“卖点”在于生理数据可实时监控，但包括心跳、血压这些数据的准确性究竟如何？

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