中国5G:趋势分析与仿真价值

5G预示着一个壮观的通信系统世界，为各个行业提供了有利可图的机会。5G背后的工程挑战令人生畏，但5G已被公认为未来的核心技术——一项变革性技术。正因如此，各国政府、私营企业和学术界都在大力投资5G。在中国，将5G推向大众市场的竞赛正在顺利进行。

中国5G技术:转型与机遇

中国工业和信息化部(MIIT)于2019年6月6日正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广播公司发放5G商用牌照，标志着5G商用的第一年。

根据AI核心世界（英语翻译)，中国几家领先的运营商将在未来七年内投资1800亿元人民币(255亿美元)用于5G建设。相比之下，从2013年到2020年，4G的投资为1170亿元人民币(166亿美元)。预计到2022年，5G市场规模将达到1000亿元人民币(140亿美元)。

显然，5G将对经济增长产生巨大影响。据AI Core World报道，5G可以在5到10年内使经济增长1万亿元，其行业效益可以持续10年或更长时间。

据估计到2030年，5G产业对中国GDP的贡献率将达到5.8%。在国际上，5G也将是一个备受瞩目、影响巨大的新兴产业。领先的制造商正在竞相领先5G技术。

随着5G时代的到来，Ansys为市场参与者准备了一系列解决方案。它将帮助行业用户探索这些软件应用程序的潜力，以改善产品开发、产品生态系统和社区/技术支持。

5G面临的挑战和关键技术

预计5G将带来一系列新的应用和业务场景，例如:

• 超宽带媒体(8K视频)。
• 自主驾驶。
• 远程医疗。
• 公共服务和安全。
• 智能城市。
• 智能电网。

这些只是5G将支持的众多领域中的一部分。一般来说，这些应用程序可分为三类:

• 增强移动宽带(eMBB)，如8k视频和虚拟/增强现实(VR/AR)。
• 大规模机器类型通信(mMTC)，如物联网(IoT)、智能城市、智能家居和工业应用。
• 超可靠和低延迟通信(uRLLC)，如远程医疗和自动驾驶。

为了实现这些不同的应用场景，必须解决关键技术挑战。

• 高频率:根据不同的标准，5G设备可能工作在毫米波频段。这将带来具体的技术挑战，包括开发困难、严格的设计/加工要求以及开发后期最低限度的设计校准。
• 高数据速率:海量数据通信需要超快的芯片和电路。这可能会导致一系列问题，如热可靠性、信号完整性和电磁兼容性。这些问题应在设计初期充分考虑和解决。
• 高可靠性应用场景:从芯片到电路，再到无线通信、基站和边缘云计算，人类安全攸关的应用都要求系统设计具有极高的可靠性和安全性。可靠性的两个方面是硬件和软件。影响硬件可靠性的因素包括散热、耐候性、寿命和人机交互。软件生态系统包括安全、用户界面和决策系统。
• 规模大、外形因素大:5G产品制造商希望创造价格实惠、易于维护的解决方案。它们应该在设计的早期阶段进行探索和优化。

为了更好地应对这些技术挑战，并在关键设计阶段找到最佳解决方案，制造商可以转向仿真。现代仿真技术经过几十年的快速发展，已经发展成为一个完整的仿真系统。来自Ansys的各种仿真技术无缝协作，提供解决方案。这使得它们成为远程工作的团队在设计阶段早期解决技术问题的理想选择。

5G产业生态系统

5G产业生态系统由设备生态系统、系统生态系统和应用生态系统三层构成。

的设备的生态系统是从设备供应链的角度来看的一层。例如，主要无线设备供应商的供应链包括天线、电路、连接器、功率放大器和芯片等一系列设备，它们构成了设备生态系统。

的系统的生态系统表示5G系统的逻辑层。例如，5G通信系统包括运营商、核心网、基站覆盖、边缘计算、终端设备和网络管理。这些工具构成了5G通信系统的功能生态系统。

的应用生态系统包括从最终用户的角度来看的工具。它可能包括娱乐、电视、医疗、工业、智能电网和智慧城市应用系统。这些应用都有自己的功能、供应链、客户和运营模式，每个应用都可以作为一个相对独立的生态系统而存在，依赖于核心的5G基础设施和生态系统。

通过使用模拟来提高效率、有效性和开发，这些5G系统的建设变得不那么具有挑战性。

5G技术产业链

5G产业链由上下游组成。

上游主要包括网络规划、一级无线设备和传输设备。其中，主要无线设备面临激烈的竞争，需要在部署初期投入大量资金。

下游主要包括终端设备和运营商。终端设备包括手机、智能手机、智能手表、智能眼镜、物联网终端和其他计算机。拥有5G商用牌照的电信运营商运营5G网络。

随着5G基础设施建设需求的增长，对5G网络设备的需求也将增加。因此，行业参与者看到了机会和增长空间。在5G网络部署的早期阶段，主要无线设备将是5G产业链中最赚钱的组件。

同样，对互连和终端设备的需求也将增加。例如，用5G手机取代现有手机将推动这一市场的发展。Gartner预测到2023年，5G手机将占手机出货量的50%以上。出于这个原因，领先的手机厂商正在竞相部署他们的技术，以赢得市场。

此外，还将针对物联网设备开发各种终端应用。当然，终端是下游的，依赖于已部署的网络。因此，它们的部署将晚于网络本身。但它们是相辅相成、相互依存的。终端设备还面临高频率、高带宽、高数据速率和多模式工作的技术挑战。

由于5G生态系统的大片区域仍在探索中，这只是对市场的一瞥。更多的应用程序将被用户创建和发现。