Some Underlying Physics of 5G Network

[personal notes]

    1. Friis Transmission Law
      {\displaystyle {\frac {P_{r}}{P_{t}}}=D_{t}D_{r}\left({\frac {\lambda }{4\pi d}}\right)^{2}}
    2. frequency is inversely proportional to wavelength
      \displaystyle v=f\lambda
    3. in the case of electromagnetic radiation, v is approximate 3×108 m/s

In ITU standards,

Extremely high frequency (EHF)  = 30 to 300 GHz in frequency = 10 to 1 mm in wavelength, so called millimeter-wave (mmW)

Ultra high frequency (UHF) = 300 MHz to 3 GHz in frequency =  1 to 0.1 m in wavelength

UHF is where our current mobile networks live on, with 4G mostly on 700 MHz, 1700-2100 MHz, 1900MHz and 2500-2700 MHz across the globe.

Under the Friis Transmission Law, higher frequency has much higher loss (attenuation) in free-space. For mmW, additional transmission losses occur when traveling through the atmosphere are absorbed by molecules of oxygen, water vapor and other gaseous atmospheric constituents.

Important absorption peaks occur at 24 GHz (for water vapor) and 60 GHz (for oxygen).

mmW attenuation | Source: T.S. Rappaport, NYU Wireless

As range of 5G signals are limited, small cells deployment, collaboration and integration will be essential. Current experiments found a 200-meter range doable.

Signal Outage (200 m Cell) in NYC using Adaptive Single Beam Antennas | Source: T.S. Rappaport, NYC Wireless

Appendix – Frequency Allocation

AT&T frequency table | Source: Wiki
Verizon frequency table | Source: Wiki
Frequency allocation in China | Source: spectrummonitoring.com

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Global Warming of 1.5 °C and 2.0 °C

On Oct 8, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) issued a special report on the impacts of global warming of 1.5 °C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways. And a summary version for policymakers.

1.5°C was the target to strive for, agreed in 2015 Paris Agreement. (countries agreed to limit warming to below 2°C above preindustrial levels by 2100)

However, we are nowhere close.

Source: Climate Action Tracker

Limiting warming to 1.5°C is possible within the laws of chemistry and physics but doing so would require unprecedented changes.

– Jim Skea of Imperial College London and an IPCC co-author

By “unprecedented changes,” Skea means essentially two things. First, the world needs to start cutting emissions. Instead in 2017, the world’s emissions a new record high. Second, we need to reduce those emissions very quickly. (Quartz)

Many researches have been done to analyze the impacts of a warming of 1.5°C and above.

「新栏目」5G 股权组合 One Share of 5G Future

[NOT for recommendation purposes; more for tracking purposes]

这件事已经想了有一阵子。昨天具体构思后,简单地做一个 5G 股权指数 (index),并按着指数做这么一个组合,以 $1000/股为起始面值,以 10 月 22 日作为开始日期。

组合很简易,局限于在美股交易的股票。一开始纳入了 7 只,比重有些 arbitrary(更像是根据我现有的持有比例来的)。

这个组合的第一阶段主要是 5G 基础或者说 enabler;等 2-3 年后将调整为侧重因 5G 而爆发的应用。

成分股中分为两类 – 核心 (Core) 和 其它 (Others),将主要跟踪核心成分股,目前 4 只(高通 康宁 Verizon AT&T)。

说一下主要成分股的主要的非 5G 因素。

高通 – 主要收入继续受到智能手机出货量压力和低价压力

康宁 – 主营业务之一的显示屏单价压力,LCD 需求增长放缓,新技术的份额扩大

Verizon 和 AT&T – 传统业务,媒体业务,尤其是 AT&T 的收购和债务

英特尔 – 服务器 data center 领域要接受 AMD 的挑战,再观察一下准备移到 Core

暂时有约 20% 的现金未分配留着添加调整。

 

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Glass Age 玻璃时代

玻璃在生活中随处可见,是普通到平时不会去关注的材料。

最近,在 Corning 的启发下,发现玻璃作为一个时代来说真不为过。

从一个外行浅显的角度来看,我觉得玻璃时代最重要的核心就是玻璃对于光的把握。

最明显的一个角度就是作为显示屏,手机电视平板等等。

Corning 在 iPhone 生产之初就提供了屏幕,将防 scratch 的能力提升一个台阶(Jobs 演讲前的 iPhone original 屏幕被钥匙 scratch 了,后来有了 Corning 的合作从第一代到今天)

三星的曲面屏手机也是因为 Corning 的玻璃 – 2015 年发布的 Samsung S6 Edge 开始了两边双曲面 (dual edge) 系列。

Apple Watch / Fitbit 的屏幕,日常使用比手机更容易有屏幕撞击,但 Corning 的玻璃防划一绝。

再到各类 LCD,OLED 等等显示器。未来 5G 时代的信号需要更多的玻璃参与,包括背面;未来的汽车将需要具备更多显示屏式的玻璃…

Image result for automotive corning

另一个角度是对于光更精确的控制。在地球上,更多玻璃自带调节功能,将在能源的转化和节约中发挥重要作用。但更具有想象力的应该是以后的外星球移居,玻璃对于模拟地球太阳光环境至关重要。

Guardant Health’s Liquid Biopsy Outperforming Tissue NGS

上周 Guardant Health 在 JAMA 上的一篇文章,对比了 Guardant 360 (plasma-based NGS) 和 tissue-based NGS 在 NSCLC 中检测突变的能力以指导用药。

Clinical Implications of Plasma-Based Genotyping With the Delivery of Personalized Therapy in Metastatic Non–Small Cell Lung Cancer

Guardant 360 检测出 clinical relevant mutations 的患者数接近组织 NGS 的两倍(82 vs 47)。

在多检测出的 35 例样本中,有 8 例是同时进行 plasma- & tissue- NGS 后,液体活检真正比组织多检测出的部分,另外 27 例是由于组织活检无法进行 (insufficient quantity/quality of tissue DNA)。

突出了液体活检真正的好处之一 – 肺癌晚期 (NSCLC stage IV) 的液体活检无法实施的时候 (79/207, ~38%)。

这也是液体活检努力的方向 – 在更多癌种中不要被当作 2nd line 检测。

一朝风雨一代王:Sears, Walmart, Amazon (7)

Chapter 6 – Sears 第三王朝:no progress while others gainings
女权运动

Sears 第三王朝的零售业成为女权运动重点关注对象之一。

在美国强调男女平等的大潮中(尤其是 70 年代的努力在 80 年代被反复的倾向),Sears 由于其历史地位和社会影响,成为了其中广受关注的被指责的对象之一,包括消费者和雇员的不平等对待(More on  “1986 年 Sears 案”

IBM 合作 – Prodigy

1984 年,Sears 与 IBM 合作,尝试了 Prodigy 项目,一个集成了许多基础功能的网络入口,包括新闻、天气、邮件、购物、股票等等… 按月付费。

这是有意义的 pre-万维网 (World Wide Web) 尝试,但与今天的互联网形态几乎完全不一样…

这样有点走歪的经历,让 Sears 的线上购物尝试在正确(当今而言的正确)的路上又慢了半拍。

与二代目的战争,不进则退

一图流说明问题

三代目!Amazon

1994 年,如今的三代目 Amazon 在西雅图诞生。

尽管 Amazon 的收入还未超过二代目 Wal-Mart,但已于 2015 年在市值上超过,成为市值第一零售商,并未又回头的迹象。

此时的 Wal-Mart 在收入上被超过也只是早晚问题;正如上世纪七八十年代的 Sears。

Amazon 在零售上的尝试,可以看到很多 Sears 的影子:一项 -> N 项商品(书 和 手表),Amazon Basics 自产商品,支付&信用卡业务(Amazon Pay & Visa card)等等

其它

1993 年,Sears 停止了 100 多年前起家的 catalog 业务。

1993 -1995 年,Sears 从标志性的 Sears Tower 搬出。2009 年,Sears Tower 改名为 Willis Tower。

1995 年,Sears 将购物中心修建业务 Homart 卖给 General Growth Properties 。


之后的事,与 K-mart 合并,持续关店,与 Amazon 展开合作等等… 一直没能系统性地拯救 Sears。随着不断滑落的收入,连年亏损和巨额债务,Sears 今天 (10/15 周一) 正式申请破产保护。


(很巧合,当初想写 Sears 是因为去芝加哥的 Willis Tower 后越看 Sears 历史越有趣。写到这一系列第七篇,正好 Sears 申请破产;由于当初看的是 Sears 的历史,对于本世纪以后的进展以及今年的破产,以后有机会再写)

Read more…

http://www.searsarchives.com/history/history1980s.htm

https://www.investopedia.com/news/downfall-of-sears/

https://www.encyclopedia.com/social-sciences-and-law/economics-business-and-labor/businesses-and-occupations/roebuck-and-co-sears

一朝风雨一代王:Sears, Walmart, Amazon (6)

Chapter 5 – Sears 第三王朝:resilience from Financial arm and spin-offs 金融业务撑住局面 & 独立分拆上市
保险业务:第二王朝留下的优良遗产 – AllState 

Allstate 作为 Sears 旗下的汽车保险业务 (auto insurance),是 Wood 时期 (1931 年)栽下的树苗。

在汽车时代来临以及各州立法强制车险划分事故责任的时代背景下,Allstate 的业务蒸蒸日上。同时,依靠 Sears 迅速扩张的线下点,1934 年 Allstate 在芝加哥 Sears 店里开设第一家线下网点。

随着二战后新一轮汽车制造业新一轮爆发,Allstate 已经成为 Sears 重要利润来源。1950s,Allstate 陆续进入 fire insurance 和 life insurance 等其它业务。

1993 年,Sears 将 Allstate 分拆上市,出售约 20% 股份获得约 21 亿美元,成为当时最大一起 IPO。

消费信贷业务:从第一王朝传承到 Discovery

1911 年,Sears 开始让消费者基于 credit 购物。这是在 catalog 邮购时代的创新,直到 40 多年后美国才出现通用信用卡。

信用消费早就出现(比如基于 Sears 等 department store),之后经历了一段时间的摸索(比如 department store 的 charge coin -> charge plate -> plastic charge card,read more here),于 1950s 正式进入信用卡时代。

根据 Sears 公司历史记载,Sears 在 1953 年推出了 Sears credit card。

更为现在所熟知的是 Sears 在 1986 年正式推出的 Discover Card,与已经颇具规模的 Visa/MasterCard/American Express 网络展开竞争。背靠 Sears 当时还是美国最大的零售商,以及亲民的条款(无年费、较高信用额度、cashback等),Discover Card 迅速扩张。三年后已有 210 万(14%)美国家庭使用 Discover Card。

全面金融服务构想:Dean Witter Discover

在推出 Discover Card 前,Sears 于 1981 年 6 亿美元收购了当时美国第五大券商 Dean Witter Reynolds (由 Dean Witter 和 Reynolds 1978 年合并形成)。

1981 年,Sears 还收购了地产 broker Coldwell, Banker & Co.。

至此 Sears 的金融板块已经覆盖保险、券商、信用卡、地产中介四大业务。

1985 年 Sears 收购 Greenwood Trust Co.(2000 年改名 Discover Bank),作为随后 Discover Card 的发卡行;1986 年的 Discover Card 隶属于 Dean Witter 旗下。

1993 年,与 Allstate 类似,Sears 出售 20% 的 Dean Witter Discover 股份,分拆独立上市,将剩余 80% 分给 Sears 原股东。

1997 年,Dean Witter Discover 与 Morgan Stanley 合并,之后改名为 Morgan Stanley Dean Witter。2007 年,Discover 从 Morgan Stanley 独立出来,成为 Discover Financial Service。


80 年代 Sears 金融业务依托其强大的线下网络和客户渠道势不可挡,支撑着 Sears 四面楚歌的零售业。

1993 年的一系列举动,是 Sears 重新将重点放在零售老本行的尝试。然而,时代已经将 Sears 甩在身后。Sears 第三王朝难回巅峰,并且在二代目 Wal-Mart 同期的零售巨头和未来三代目 Amazon 的追逐中越落越远。

 

To be continued…

一朝风雨一代王:Sears, Walmart, Amazon (5)

Chapter 4 – Sears 第三王朝: Falling from the throne 盛世渐微

Sears 第二王朝之后的很长一段时间,Seas 依旧是美国数一数二的零售商。尽管有其它零售商高速增长,Sears 的统治地位暂时不会有人质疑。

Sears 也已经进入各其它行业,不仅依靠 retailing;这既是 diversify,也是劣势。

Robert Wood 之后的 CEO 包括 – Arthur Wood, 1973-1978, Edward Telling, 1978-1985, Edward Brennan 1985- 1995

来自南方的 Wal-Mart

南方各州的零售发展一直落后于北方很多。

Wal-Mart 的历史可以追溯到创始人 Sam Walton 1950 年在 Arkansas 州(南方州,位于密苏里州南边儿)买的第一家店。

1967 年,Wal-Mart 在 Arkansas 州开到了 24 家店;1968 年才进入其它州(北面 Missouri & 西面 Oklahoma);到 1975 年,沃尔玛又陆续进入 6 个州,以 125 家店覆盖美国南方 9 个州。

70 年代的主题 – 油价飙升 & 通货膨胀

1970s 有两次石油危机和经济压力,1973-1974 和 1979 – 1980。在此期间,美国经济和社会环境有两个变化。

一个变化,是美国的消费者出现两极分化。新晋的 upper-middle class 阶层及以上,越来越偏向更高端/偏奢侈性质的零售商和品牌,Sears 的选择较少,已不能满足他们全部需求。另一极,是寻求更低价格的消费者发现扩张的 discounter 连锁零售商更具有吸引力,包括 Wal-Mart, K-Mart, Target 等(后两家也都是同时期成立的零售商)。

另一个变化,是新建/重建房屋 momentum 的减弱,消费者对于 durable 商品需求降低。

Read more on Sear’s 1974 financial results – net income plunge 47.7%

外部的经济压力和新搬入世界第一高楼的自信,让 Sears 对于环境和自身的认识发生了偏差。与此同时,Sears 花了越来越多的精力和资源在金融业务,主营业务零售业在竞争中没有跟上步伐。

二代目! Wal-Mart 称王

1988 年,Wal-Mart 成为了美国最 profitable 的零售商,并于 1990 年正式在销售额上超过 Sears,成为美国零售业第二代霸主。(1990 Revenue – Sears $32bn, Wal-Mart $32.6bn)

 

To be continued…

一朝风雨一代王:Sears, Walmart, Amazon (4)

Chapter 3 – Sears 第二王朝: Sell anything to create everything 什么都卖到什么都造

在 Wood 执掌时期,随着线下店的扩张,覆盖用户数的大幅提升,Sears 开始向上游延伸。

这与 Amazon Basics 系列异曲同工。

Sears 的线下店开始时,除了现在常见的衣服等,还有冰箱等各种电器、建筑材料工具等。Sears 卖的东西以品质好著称。

为了更好保证上游供货质量,尤其是耐用品等消费者往往更看重质量的门类,一个自然的选择就是走类似自主品牌的路。

1927 年开始的 Craftsman(工具)和 Kenmore(洗衣机等家用电器)就是最好的代表。现在这两个品牌已经比 Sears 更具有活力,也会活得更长。

1929 年,Sears 安排了两个上游供应商的合并 – Nineteen Hundred Corp. 后来 1950 年更名为 Whirlpool,现在是美国最有名的电器品牌和生产商,

Sears 创立的这些品牌往往在市场中的定位是质量好、高端。

但同时,也为之后 Sears 的发展局限埋下了伏笔。

首先,不能对所有品牌一视同仁,或者原则上一视同仁,使得不在 Sears 体系内的品牌和生产商感觉到很不公平的规则。Sears 依靠庞大的渠道和消费者基数,可以在一定时间段内获得更便宜的供货,更大程度压上游利润空间;但也促使其它品牌另寻出路,扶持其它零售商,寻求其它渠道。

其次,消费者重视的质量等要素只在部分商品中有用。在后来其它种类商品的竞争中,高频快消品支撑了低价连锁零售商等后起之秀的崛起。

此外,一战二战之后长时间和平发展时期和生活水平提高,让消费者主要购买商品的类别渐渐转向日用消费。

1950s 中期,Sears 已经有超过 700 家门店;1975 年,Sears 和其后两名的零售商,占据了整体百货销售的 43%。

Wood 1954 年名义上退休,但一直保留权力直到 1969 年去世。在此期间,Sears 换过数任继任者,但时间都不长。

1970 年,Sears Tower 在芝加哥开建,三年后将建成世界第一高楼,并保持约 25 年;同时,这也是 Sears 第二王朝落幕的终篇…

 

To be continued…

一朝风雨一代王:Sears, Walmart, Amazon (3)

Chapter 2 – Sears 第二王朝: urbanization & physical expansion 城市化 & 线下扩张

1920s 随着一战结束经济复苏,各行业蓬勃发展。对那个时代社会形态和生活方式产生最深远影响的当属汽车工业。

New Era of Automobile for Everyone 人人有车新时代

1908 年第一台 Ford Model T 汽车出厂,这是福特第一款由生产线大规模生产出来的汽车,也是如今众所周知的第一款 “现象级” 车。

到 1927 年,福特汽车厂已售出 1500 万辆汽车 (1920 年美国人口约 1 亿)。

同时,略微不那么引人注意但极其重要的基本面变化,是道路的建设和美国城市化的推进。美国城市人口比例从 1900 年的约 40% 上升至 1960 年的约 70% (美国东北部城市化水平在 1920 年就达到 75%)。(More on US Urban Population %)

城市化进程以及汽车的普及让极度依赖于 mail-order 的人口大幅下降。

Shifting Focus on Retail Stores 转型!线下店

1906 年上市的 Sears 也即时找到了新的路线 – 1925 年,第一家 Sears, Roebuck 线下店 (department store,百货公司) 在芝加哥开业,位于 Sears 总部片区内。

Sears 的掌舵人 Rosenwald 于 1924 年卸任总裁,仅担任董事长。第一家线下店在他执掌期内设计并建造。同一年,General Robert E. Wood 加入 Seas,他将在之后引领 Sears 第二王朝。

从 1892 年成立的公司算起,此时的 Sears 已走过了 32 年。在第 33 年开始的线下店运营,让 Sears 成功抓住了新趋势。

1925 年,Sears 第一家线下店十分成功,同年共开了 7 家,之后两年又开了 20 家。

随后 Sears 线下店数量进入爆炸增长:1928 年共有 192 家,1929 年共 319 家,1933 年共 400 家。

最快的时候,一年间平均一天新开一店。

1931 年,线下店的销售额第一次超越 mail-order,占总营收 53.4%。

1932 年,Sears 内部设立 store planning and display 部门。商场正式成为了 Sears 的产品,而不仅仅是开展业务的场所。

Wood 作为 Sears 第二王朝当之无愧的缔造者,从 1928 年至 1939 年担任 president,并从1939 年到 1954 年担任董事会主席。

经历过大萧条和二战,Sears 在美国零售业的称霸似乎看不到尽头;1942 年,Sears 在古巴开设了第一家美国之外的分店;1945 年,Sears 营收超过 10 亿美元;1947 年,Sears 在墨西哥开设了线下店。

To be continued…