不管你愿不愿意,5G时代就这样汹涌澎湃地到来了。就像所有新生事物一样,我们还来不及思索和遐想。

那么,相对于4G,5G到底带来哪些新的特性?我们看一下这张图:

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其中IMT-2020就是指的5G,IMT-Advanced是指4G。从图中我们可以看出,在列出的这些维度上,5G的目标(没错,这是目标)是对4G形成全面碾压。

而目前,我们能感知到的5G特性只有最上面两项:峰值数据速率(20Gbit/s)和用户体验数据速率(100Mbit/s)。咦?峰值速率和用户体验速率差了两百倍?没错,这就是厂商对外宣称的理论数据与用户实际感知数据的差异。

如果足够细心的话,从上图中可以看到网络能效竟然提升了100倍,但请注意,这只是目标。为了达到提升能效的目的,5G从设计阶段就引入了大量复杂的方法,比如大规模天线技术(Massive MIMO)和波束赋形(Beamforming),于是在提高能效的同时也增加了网络的复杂性。
目标总是完美无瑕的。而现实是,据国外厂商提供的数据目前5G天线功耗是4G天线的三倍。也许国内专业大厂能给出更专业的数据。

5G为了提高数据传输速率,采用了更高的频率,高频频段带宽资源丰富,但也不可避免地会遇到穿透性和覆盖范围的问题。5G的频段分布在两个区域,一部分在低于6GHz的范围叫做sub-6频段,一部分在高于24GHz的范围叫做毫米波。毫无疑问,毫米波的穿透性更差覆盖范围更小。

以下数据来自于网络:

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那如何解决信号覆盖问题?答案是多建基站,增加基站密度。后果是,根据中国电信技术创新中心副主任杨峰义的估算,5G移动网络的整体能耗将是4G的9倍以上。

然而,我们其实并不关注基站的问题,毕竟运营商不差钱。

我们更关心的是手机终端发生了什么变化?

首先,不可否认,速度是提上来了,特别是测速软件测得的峰值速率。

但是,手机的功耗也不知不觉中增加了。是使用习惯的改变导致的续航时间变短,还是5G网络本身带来的问题?

让我们用实网数据说话,准备两台手机,都支持5G,一台关5G,一台开5G。从100%电量开始,用相同的DOU测试用例测试续航时间,再抓取日志文件分析。

先看下关闭5G的情况,如下图:

简要分析:前8个小时大部分时间屏幕是亮的,代表用户在使用;紧接着14个小时屏幕是灭的,代表用户没有使用手机;后面1.5个小时屏幕再次点亮,代表用户重新开始使用,然后日志截止。整个过程基本是模拟正常用户使用,23.5小时后电量还剩余37%。可以说是中规中矩。
再看下打开5G的情况,如下图:

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简要分析:前8个小时仍然大部分时间屏幕是亮的,代表用户在使用;紧接着应该是灭屏待机14小时,可是在不到9个小时的待机后,手机就电量耗尽关机了。整个续航时间只有17个小时!从图上电量曲线可以看出,在息屏4个小时后,电量下降曲线变陡峭,从平缓下降变成了急剧下降,而与此同时屏幕仍然是熄灭的,Android也处在休眠状态,如果进一步分析就会发现此时大量耗电的正是无线网络模块,而原因正是5G网络,5G网络的若即若离造成了无线模块的行为混乱。

如果当前5G网络配置各异,偶然不稳定造成的高功耗只是一个特例不具有参考意义的话。我们不妨再看一组测试数据,环境是国外稳定5G网络。

从上图可以看到,5G手机在手动关闭5G网络的情况下续航得到了改善,但仍然没有不支持5G的纯4G手机续航时间长,这说明5G手机与4G手机在协议栈软件和射频天线上已经有了差异,即便是都在4G的网络下运行,其功耗也不尽相同。

为了应对5G网络对于手机功耗的挑战,苹果手机是怎么做的?引入智能数据模式,而所谓的智能就是指在适当的时候把5G网络回落到4G网络,因为4G相对5G更省电。

最后,必须认清这样的事实,速度提升的背后是功耗的增加,续航时间的减少,可谓有利有弊。也许随着技术的进一步发展,能有办法克服手机功耗不断上升,续航时间不断减少的问题,但很显然,现在还没有。