突破续航能力、散热能力、天线设计、空间利用、5G通信协议等技术瓶颈——
5G手机将带来新的用户体验
金 凤 刘 畅
自6月6日工信部发放5G商用牌照后，跃跃欲试的手机用户们不断刷新三大运营商的5G套餐预约数，诸多厂商纷纷推出自家的5G手机。5G手机将给我们带来哪些惊喜，又将带来哪些使用场景的变革，支撑5G手机的技术变革有哪些？首届“世界5G大会”召开前夕，vivo通信研究院总经理秦飞和OPPO研究院资深通信标准研究员沈嘉接受科技日报记者采访时表示，突破了续航能力、散热能力、天线设计、空间利用、5G通信协议等技术瓶颈的5G手机，将带来新的用户体验。
5G手机价格预计明年将降到2000元左右
2019年是5G网络的元年，高速度低时延的5G网络，能给用户带来区别于4G的哪些不同体验？OPPO研究院资深通信标准研究员沈嘉认为，目前很难精确地预测5G的具体应用形态，但在他看来，5G时代会有更多可穿戴式设备。在终端体验上，用户玩游戏的互动性将更强，沉浸度更高，视频不仅更清晰流畅，还会出现3D视频、AR/VR视频等新形式。
而在工业互联网领域，5G的低时延、高可靠的特点，将有可能在工业、安防、交通等行业深度使用。“例如在工厂里遥控设备，采集工业化设备的数据，进行实时传送。”
沈嘉表示，在消费电子领域，5G也将有广为应用。现在大家看AR、VR时会有眩晕的感觉，这是因为时延有点大，未来时延可以控制在几毫秒。
“而在车联网领域，信号传输的空中接口这块，目标时延要降到1毫秒以内，可靠性达到99.9999%。”
目前，不少手机厂家推出5G手机，且价格偏高，在4000元左右，5G手机价格何时才能更亲民？沈嘉表示，影响手机价格的主要因素是产量和规模。目前5G手机的成本受5G处理的基带、射频芯片等元器件影响，未来随着技术的快速成熟和上下游生产商规模扩大，不久后将会迎来价格下降。
无独有偶，vivo通信研究院总经理秦飞介绍，目前的5G手机重点面向高端机型，而随着5G网络建设铺开，5G手机也将更普及，目前行业内的预期是，2020年5G手机价格将下探到2000元左右。
续航、散热、天线……5G手机的五大技术挑战
带宽和传输速率的提升，也给5G手机的研发带来五大技术挑战。
首先是续航能力。秦飞说：“5G手机的流量消耗将是4G时代的10倍，面临的首当其冲的挑战就是电池的续航能力。5G手机的续航时间未必会延长，因为要保证手机的使用体验。”为此，5G手机的电池电量将从4G手机的1500—2000mAh提高到4000mAh以上。
此外，工程师们还采用了一些新的技术让手机更省电。“手机息屏时其实也耗电，我们现在正在研究，让手机在息屏或者不使用通信功能时微睡眠，但有信号传输时又可以快速苏醒。同时优化手机内部软件，用AI来研究用户需求，根据用户的使用习惯来分配电能，对于一些要求更高的软件，比如实时游戏等，优先分配电能。”沈嘉说。
其次是散热能力。秦飞说，带宽、信息处理量的提升，使得5G手机的耗电量增加，这意味着发热量也在加大。为此，工程师们使用液冷微循环散热板技术，在金属的超材料板里设计毛细微管，充入特殊材料，这些材料在接触CPU散热的位置之后，可以为CPU降温。
第三是5G手机内的空间利用。“5G手机要兼容的通信模块和频段很多，这就像四世同堂一样，要同时兼容5G、4G、3G、2G，还要支持蓝牙、WiFi、GPS、北斗导航、FM收音机等模块的运行，器件明显增加。”秦飞说。
手机的体积有限，如何把这么多的天线和模块塞进手机？秦飞介绍，工程师们应用“3D复式堆叠技术”，在不改变手机大小的情况下，提高空间利用率，能够容纳更多的器件。
第四大技术挑战是手机天线的设计，“手机天线并非越多越好，合适的数量才是最好的，我们在天线设计中采用多频段天线复用技术，把4G、5G天线复用、减少天线数目。vivo的天线工程师面向5G提出了天线的侧边分布式设计和天线耦合技术等创新解决方案，让手机信号表现得到保障。”
最后，也是最费神的，就是5G手机的协议测试。秦飞介绍，任何一个手机软硬件版本的产生，都需要很多次设计和实验。手机的通信过程，包括手机开机、访问网站、打游戏等各种操作，都要经过试验。5G通信协议都有上万页的技术报告，而这些协议的正确性，需要经过反复的测试。
（《科技日报》2019年10月31日第 3 版。）
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