5G 来了，你离脱单还有多远？
今年 6 月 6 日
工信部正式向
中国电信、中国移动
中国联通、中国广电
发放 5G 商用牌照
我国正式进入 5G 商用元年
没错
5G 真的要来来来来来来啦！
图片来自 teckflock
作为科技单身狗联盟高级成员、《Science and Single Dogs》（IF:11.11）编委、恋爱动力学、单身学领域资深学者，我只想知道
5G
是否可以让广大单身狗们脱单！
下面
我们就分析分析
5G 时代
你离脱单还有多远
* 对症才能下药，我们首先探讨分析一波单身的原因以及脱单的要素，之后我们针对这些问题讨论 5G 的到来，是否能帮助单身狗们顺利脱单。
单身的原因及脱单的要素
Single Dog
单身狗，顾名思义，单身的狗儿。这是一种拟狗化的用法，用来形容没有恋爱对象的一类人，他们就像孤单的流浪狗一样，凄凄惨惨戚戚。
根据前一阶段的恋爱状态，单身狗又可以分为两类。一类是从一开始就没有对象，他们从未谈过恋爱，母胎 solo 几十年，在单身狗群体中有着极高的地位。另一类则是谈过恋爱，但是由于种种原因，最后分手，加入了单身狗群体。这类人由于之前品尝过恋爱的甜头，所以有极大概率想要时刻脱单，脱离组织，是组织的重点关注对象。在本文中，我们不对这两种类型的单身狗进行区分。
在文献 [1] 中，作者分析讨论了第二类单身狗的成因，并且总结出了四大定律：单身狗注孤生定理、恋爱能量耗散定律、异地感情衰减定律、单身孤立最稳原则。在此基础上，我们总结出以下阻碍单身狗脱单的因素：
真爱难求 - 交际圈太小，遇不到合适的人
累觉不爱 - 两个人在一起久了，逐渐失去了新鲜感
异地分隔 - 两个人距离太远，交流感情成本太高
魅力不足 - 你喜欢的人不喜欢你
也就是说，克服以上因素是脱单的必要但不充分条件。
5G 通信特性简述
5th Generation Network
从 1G 到 5G，中间的每一次升级，带来的改变都是翻天覆地的。“G”代表“generation”，5G 就是第五代移动通信技术。
图片来自 cic.org.sa
回到几十年前的 1G 时代，那会儿手机刚出现不久，大家使用的还是以模拟技术为基础的蜂窝无线电话系统。1G 无线系统在设计上只能传输语音流量。2G 则以数字语音传输技术为核心，它具有通话、日期、短信等传送功能。之后，通信技术快速发展，3G 能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。值得一提的是，3G 技术的基础理论提出者是一个美国女演员——海蒂·拉玛。
而我们现在使用的 4G 技术，它能够快速传输高质量的图像、音频和视频等数据。它能够以 100Mbps 以上的速度下载。回过头来，你会发现，4G 时代的到来，已经默默改变了我们的生活方式，看视频、刷直播已经变成了我们的日常。
应用商店里茫茫多的视频应用以及导航地图……这些东西得以迅速发展，正是由于 4G 通信技术的出现和普及。可以说，每一次通信技术的更新换代，都会革新人们的生活，重新定义人类的日常。
图片来自 exuberantsolutions
如今，5G 就要到来了。那么 5G 与 4G 相比，到底有啥不一样呢？
简单总结，5G 时代就是三个词：
大带宽
低时延
广联接
eMBB 大带宽
5G 基站峰值速率理论上可以达到 10Gbps，是 4G 网络的百倍以上。以华为的巴龙 5000 芯片为例，该芯片支持 Sub6G 全频段覆盖。5G 网络下，理论峰值速率可达 4.6Gbps，现网实测速率高达 3.2Gbps，也就是说 3 秒钟就可以下载 1GB 的资源。一部 10GB 的电影，使用 4G 下载需要十几甚至几十分钟，而使用 5G 网络（以 3.2Gbps 为例）最快只需要 30 秒！
你能想象吗？你读这篇文章读到这里至少需要 5 分钟吧，但这段时间对于 5G 技术来说，它已经帮你下载好了 100 多 G 的资源了……
你电脑的硬盘以后怕是不够用了！
北京邮电大学校园内体验 5G 网络速度，峰值下载速度达到 935Mbps，上传速度 108Mbps。详细内容戳图片查看
uRLLC 低时延
5G 的理论延时是 1ms，是 4G 延时的几十分之一，基本达到了准实时的水平。
这又是什么概念呢？打个比方，如果 4G 跑车踩下油门到汽车发动，需要 0.5 秒的时间，那么 5G 跑车只需要 0.01 秒！实时反馈，简直就是飞一般的感觉啊~
这在现实中有什么用呢？当然有用！对于无人驾驶应用来说，在理论情况下，汽车以百公里时速行驶，刹车的智能控制反应距离在 4G 下为 1.4 米（50ms 延时），而 5G 只需要 2.8 厘米（1ms 延时）。这对于无人驾驶系统的安全来说意义重大。
无人驾驶系统示意图，图片来自 bbc
mMTC 广联接
5G 单通信小区可以连接的物联网终端数量理论值将达到百万级别（100万个链接/平方公里），是 4G 的百倍以上。啥意思呢？妈妈再也不用担心网络信号连接了太多设备而被挤下线啦 ~
一个 5G 信号可以同时连接百万台设备。这无疑会推动未来物联网的发展。家里的电视、冰箱、台灯、牙刷、体重秤、洗脸盆、马桶，管它需不需要上网功能，先连上网再说。从此，智能家居每天全方位记录和管理你的日常起居。
马桶：咦？你今天比昨天是不是多吃了 2kg？
智能家居示意图，图片来自网络
5G 通信与脱单的关系
5G vs Single Dog
扯了这么多，这些到底和脱单有什么关系呢？别着急，下面就是重点！
#1 真爱难求
单身原因：交际圈太小，遇不到合适的人
在手机出现之前，人们通过信件、电报交流沟通。那个时候，人们扩大交际圈、认识新朋友的方式就是参加聚会、亲朋介绍，如果遇到合适的就留下邮递地址，然后就开始以月为时间单位的写信聊天。
从前的日色变得慢
车，马，邮件都慢
一生只够爱一个人
——木心《从前慢》
如今，各种聊天 APP 层出不穷，想要认识新朋友简直不能太容易。不得不说，网络的发展，确实给人们的社交带来了极大便利，扩大了每个人的社交圈。5G 来临后，指不定又会出现啥黑科技的聊天交友软件，比如 VR 交友、AR 面基啥的……
网友奔现这一步都直接省了，躺在家中一键相亲，在线VR聊天互动，仿佛真人就在眼前，合适就加好友，在网上的虚拟咖啡厅一起云撸猫；感觉不合适就拉黑，顺便给对方一星评价，简单粗暴……
Photo Credit: Tubefilter
5G 时代，你只会感受到「地球村」进一步变小，足不出户就能与世界各地的人们互连互通。
结论：5G 无疑会进一步扩大人们的交际圈，单身狗遇到合适的人的机会也会增多。
#2 累觉不爱
单身原因：
两个人在一起太久了，逐渐失去了新鲜感
文献 [1] 中，作者说明了恋爱中的两个人是处在一个耗散结构之中，如果不持续性地向这个恋爱系统注入能量，那么两个人就会越来越没有感觉，失去新意，最后因为累了而分手。这就要求恋爱中的双方能够经常沟通感情、制造小浪漫小惊喜，防止感情停滞。
现在的情侣一般会选择一起去听演唱会、一起看电影、一起去游乐园之类的地方，来给彼此增添一些小浪漫。但由于双方的工作、经济、时间等等问题，这种留给彼此的时光几乎是一种奢侈。每个人下班后就想躺在家中的沙发上看看剧、刷刷手机，哪有什么心思天天去电影院。
Credit：不觉晓晓
当 5G 来临后，这一切或许会有所改变。之前咱们可是说过，5G 时代的网速可是飞一般的感觉。
想看电影！
直接下载！
这一部看了开头发现不好看！
再下一部！
看完了还想看！
再多下几部！
反正下载一部电影也就几秒钟的时间。来啊，造作啊，反正有大把电影 ~
以后的生活可能是这样的：
快要下班的时候，打开手机或者手环，召唤自己的无人驾驶智能汽车，到公司楼下就直接坐进无人车，自动导航回家。
在车上打开电影或者电视剧列表，决定今晚要看什么。不知道看什么？小孩子才做选择，我全都要。通过物联网连接上家中的智能电视，把最新的电影统统下载到电视上。
回到家后，智能鞋柜已经为你准备好了拖鞋，智能茶杯已经自己沏好了茶，智能冰箱已经叫好了外卖，智能电视已经开始播放你想看的电影……
图片来自网络
结论：5G 时代，看电影、玩游戏再也不会出现烦人的缓冲小圈圈。和喜欢的人一起在家就能看电影，足不出户听演唱会。累吗？不累。
#3 异地分隔
单身原因：
两个人距离太远，交流感情成本太高
啊喂，5G 时代都 VR 相亲、AR 面基了，异地恋还有啥不能解决的？
随时随地，一个 VR call 打过去，纵使远隔千山万水，也如同近在眼前。会不会卡？会不会有延时？别忘了 5G 的关键词就是高带宽、低时延，保证两个人同步收到信息，画面不卡，360 度为你还原几千公里外的另一半。
图片来自电影头号玩家
借助 5G 和 VR，你们想去哪约会就去哪约会，异地恋从此不再是个难题，真正的“云恋爱”时代即将到来~
结论：5G 技术能对现有的 VR/AR 技术带来质的提升，让用户体验更流畅、更真实。沟通情感再也不需要一摞厚厚的高铁票和飞机票。
那么怎么能用上 5G 呢
How to use
说得这么好，那哪里可以领 5G 对象呢？呸，哪里可以领 5G 手机呢！
目前，各大手机厂商都已经生产出来了第一批 5G 手机。不过，目前的 5G 还有一个需要注意的地方，由于现在 4G 信号占了绝大部分，为了做好 4G 到 5G 的过渡，3GPP 组织提出了两种组网方案：NSA（非独立组网）、SA（独立组网）。
非独立组网与独立组网示意图
NSA（非独立组网）：采用双连接方式，并利用旧4G核心网EPC（Evolved Packet Core）。
SA（独立组网）：5G NR（new radio，新空口）直接接入5G核心网（5G Core），不再依赖4G。
简单来说就是 太长不看系列，NSA 是一个过渡期间的产物，它实质上并没有 5G 核心网。NSA 中，5G 与 4G 在接入网级互通，互连复杂。SA 则有 5G 核心网，5G 网络独立于 4G 网络，5G 与 4G 仅在核心网级互通，互连简单。
打个比方……
你开了一家公司叫做4号公司，随着技术的发展，你发现了一个新的领域在未来可能会大有可为，于是打算再开一家5号公司。于是，你现在有两种方案可选，一种是等5号公司的店面建起来后，不找新的员工，而是让4号公司的员工同时照看4号公司和5号公司。这种方法的好处是成本低，比较省钱，缺点就是4号公司的人很有可能会忙不过来，两家公司之间的管理复杂，难以操作。这种方法就类似于 NSA 组网模式。
NSA组网模式
另一种方案则是给5号公司直接找新的、独立的员工，这种方案最简单直接，长远来看也最合理，但是缺点就是成本高。这种方法就类似于 SA 组网模式。
SA组网模式
在 NSA，也就是四号公司中，因为员工需要在两种工作中来回切换，适应也需要一点时间。在 5G 刚开始铺开的这段时间里，传输数据的核心网在 4G 技术和 5G 技术中间切换的整个过程至少要花费 150ms。正是如此，目前 NSA 模式下延迟并没有想象中那么低。
综上，NSA是目前过渡期间为了节约成本和时间而提出的方案，SA是更长远的方案，也会是未来的趋势。
那目前的5G手机都支持哪种方案呢？
据了解，目前已经发布的5G手机大多只支持NSA组网模式，而只有华为的Mate 20 X 5G版可以同时兼容SA和NSA的网络。顾名思义，支持 SA/NSA 的双模手机可以在两种网络环境中使用，适用范围更广。在未来，SA 将会是组网趋势，到时候仅支持 NSA 的手机可能就要凉了……
在今年下半年，各大厂商发布的芯片都将很快支持 NSA 和 SA 双模，这将会是发展大势。就像出行一样，毕竟环境复杂多变，大家肯定希望同时能够支持公路和山路的全能汽车，而非只能在平地公路上开的轿车对吧。支持 SA/NAS 的 5G 双模手机正是这样的全面小能手，让你出门无压力。
带来无限脱单新可能的 5G，有哪些黑科技
New Technology in 5G
5G 这么厉害，里面到底有什么黑科技呢？
微基站
基站是设备与设备之间实现通信所需的站点，终端通过基站连接到运营商的网络，之后才能上网、打电话等等。比如，家里面提供 Wi-Fi 的路由器就可以看做家中设备的一个「基站」。
4G 时代使用宏基站来覆盖信号，一个基站覆盖方圆几公里的面积。一般来说，设备距离基站越近，信号就会越好。5G时代则使用微基站，使用大量的微型基站，海量安装，全方位覆盖，这样可以保证每一个位置的信号都很好，能够最大程度地照顾每一台终端设备。同时，由于微基站很小，其所累积的辐射远小于宏基站的辐射。
图片来自央视新闻
基于OFDM优化的波形和多址接入
目前，我们使用的手机、电脑、卫星、电台等等无线通信设备，都是通过电磁波来传递信息的。我们知道，电磁波有不同的频率，这些不同的频率是重要的无线电资源，就像土地一样。
电磁波谱，图片来自维基百科
为了避免干扰和冲突，人们根据频率给电磁波分好了范围，就像不同的车道。比如在我们国家，立体声广播占用的频段是 917MHz - 925MHz；民航通信占用 1785MHz - 1805MHz的频率；卫星通信占用 2170MHz - 2200MHz 等等。
我国三大运营商获取的 5G 频谱，图片来自腾讯科技
一般来说，频率越高，允许分配的带宽范围越大，单位时间内所能传递的数据量就越大。当前我们国家分配给三大运营商的4G主力频段位于1800MHz ~ 2700MHz 之间，国际电信标准组织定义的 5G的主流频段是3000MHz-6000MHz之间，比4G要高出很多。因此5G的信息传输速率较4G也会高出很多。但是电磁波频率越高，衰减也就越快。不过这个问题可以通过之前说的微基站解决。
回到频率问题上，土地那么少，马儿还都想跑，怎么办？为了在有限的频谱资源上容纳更多的用户，人们提出了各种复用技术。对于5G，人们提出了基于 OFDM（正交频分复用技术）优化的波形和多址接入技术。它可扩展至大带宽应用，并且具有高频谱效率和较低的数据复杂性，能够很好地满足 5G 要求。
正交频分复用技术示意图，图片来自网络
单身狗第四因素 vs 5G
Single Dog vs 5G
咦，等等，我好像漏了点什么东西。啊对，阻碍脱单的因素有四条啊！现在才列举了真爱难求、累觉不爱、异地分隔三条呢，我们继续分析最后一条——魅力不足，你喜欢的人不喜欢你。
让我们先回顾一下之前的结论：
你可以通过 5G 手机应用扩大自己的交友圈，找到更多适合自己的人
你可以利用 5G 的高带宽、低时延，让自己和喜欢的人在家里足不出户就逛遍天下，看遍电影，充满浪漫惊喜
你可以利用 5G 技术带来的 VR/AR，与自己的对象「隔空约会」，再也不用担心异地恋会对你们的感情造成影响……
现在只差最后一步了，找到一个你喜欢并且也喜欢你的人。这就取决于你的个人魅力了~ 要么长得好，要么身材好，要么有文化，要么有内涵。
那么 5G 能否可以提升你的个人魅力呢？
答案是
不能！
所以别想了，3G、4G出来的时候，你该单还是单着，就别寄希望于5G的来临了。是单身的命，你就认了吧……
你喜欢的人不喜欢你，与 5G 无关~
5G来了，你就能脱单了吗？
老老实实单着吧~
参考文献：
[1] 刘翼豪. 物理定律告诉你，天下有情人终将分手！中科院物理所, 2018-2-14.
[2] http://tech.123.com.cn/show/396-10425046.html
[3] https://www.sohu.com/a/234996896_160923
[4] 哪吒大魔王. 5G 啊 5G，你是不是只比4G多一G？果壳, 2018-09-21.
编辑：Cloudiiink
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MatheMagician，中文“数学魔术师”，是一个十分冷门的职业，原指用喜欢用数学原理设计魔术的魔术师或数学家。但由于数学太过艰深，变成魔术又表演困难，所以这个领域的专业研究者及其罕见。但其实，魔术设计只是数学建模的一个别致的场景；而魔术本身也蕴含着数学之外的诸如心理学，行为科学等其他广阔的议题。我们文章分享的内容涵盖统计，算法，NLP等前沿的数学及应用领域；也包括魔术思想，流程解析，鉴赏等关于魔术的思考；还有大量直接结合二者设计的数学魔术的分享。我们以MatheMagician为名，既取用数学来变魔术的本义，也取像魔术师一样玩数学的意思。如果你对数学或者魔术感兴趣，或者喜欢思考和有内涵的文字，我们的内容一定能成为你学习成长的好伙伴！欢迎在文末或公众号留言与我交流！
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