5.1 5G的概念及特点
5G，即第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，其中字母G代表generation（代，际）。作为4G通信技术的延伸，5G下载速率理论上可达20GB/S。由于采用了更加精细化的调度方案和无线增强技术，5G可以构建形成服务质量十分稳定的移动网络，使得移动互联网全面替代固定宽带成为可能，也被实时性和安全性要求高的工业级应用打下基础。简言之，5G时代将所有“人”与“物”都存在于一个有机数字生态系统里，数据和信息通过最优化方式传递。
5G作为继4G后的新一代蜂窝移动通信技术，具有高带宽、低时延、大连接、低能耗的显著特征。
1. 高带宽
5G的第一个显著特征就是快，其峰值速率可达20Gbps，是4G的20倍以上。直观理解利用5G技术仅需一秒钟就能下载完一部时长两个小时的高清电影。
2. 低时延
5G网络传输时延降到十毫米以下，快于人脑的反应时间的时延特性是一些高端工业制造及远程精密操作成为可能，比如远程驾驶操作远程医疗手术远程工业控制等创新性应用。
3. 大连接
5G并发数是现有网络技术的100倍，展现出了5G连接万物的维度和广度，5G可以支持每平方公里接入100万个设备，是4G的十倍连接，连接万物的能力逐渐渗透到我们市场生活的方方面面。
4. 低能耗
5G设备一度电可支持超过5000G的数据交换单位能耗，使现有技术的1/100。具有更高的能源效率。
5.2 5G移动通信技术的发展
自1980年代1G移动通信技术出现后，移动通信技术的代际跃迁使移动通信应用场景不断扩延。
1. 1G—>2G
移动通信技术从频分多址（FDMA）跃迁到时分多址（TDMA），移动通信完成从模拟到数字的转变。
2. 2G—>3G
移动通信技术从时分多址跃迁到码分多址（CDMA），数据传输能力显著提升，视频电话等移动多媒体业务兴起。
3. 3G—>4G
移动通信技术从码分多址跃迁到正交频分多址（OFDMA）和多入多出（MMO），支持宽带数据和移动互联网业务。
4. 5G
将不仅解决人与人之间沟通问题，还将联系人与物、物与物，开启万物互联新时代。
下图5-1展示了1G到5G在关键技术、应用场景的演变过程。
图5-1 5G技术的演变图
5.3 5G的应用场景及现状
国际电信联盟 （ITU）定义了5G三大应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）及低时延高可靠通信（uRLLC）。
1. eMBB（增强型移动宽带）
主要提升以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的通信体验，适用于高速率、大带宽的移动宽带业务，为用户提供更极致的应用体验。如高清语音、云办公，超高清视频等。
2. mMTC（海量机器类通信）
主要满足海量物联的通信需求，面向以传感和数据采集为目标，体现“物”与“物”之间的通讯需求，依靠5G强大连接能力快速促进物联网各垂直行业的深度融合。如智慧城市、智能家居、M2M等。
3. uRLLC（低时延高可靠通信）
基于低时延和高可靠的特点，5G可实现“人”与“物”之间的连接时延达到毫秒级别，主要面向自动驾驶、工业自动化、移动医疗等。
下图5-2展示了5G三大应用场景的比较。
图5-2 5G的三大应用场图
5G作为新一代通信技术，具有覆盖面广、渗透性强、辐射带动作用大的优势，能释放数字对经济发展的放大、叠加、倍增作用，为经济社会高质量发展添薪续力。中国通信院前瞻产业研究院预测，2030年5G将带来的直接经济产出，将达到6.3万亿元，间接经济产出将达10.6万亿元，就业机会将达800万个。目前，我国三大基础电信运营商相继推出5G套餐，同时5G在VR/AR、超高清视频、自动驾驶、医疗、智慧城市建设等领域有着广阔的应用前景。
1. 5G+移动医疗
5G医疗应用涉及越来越广，已成为医疗发展新趋势、新方向。5G在医疗应用将改变未来医疗生态，加速医院转型。
郑州大学第一附属医院利用 5G 网络实现远程诊断和 5G 远程机器人查房等应用。
（1）5G 远程诊断：超声专家在医生端操控 B 超影像系统和力反馈系统，通过 5G 网络，远程控制患者端的机械臂及超声探头，实现远程超声检查，专家通过 4K 摄像头可与患者进行视频交互。
（2）5G 远程机器人查房：通过 5G 网络，远端医生采用操纵杆或者 APP 控制软件，控制机器人移动到指定病床，然后调整机器人头部的屏幕和摄像机角度，与患者进行高清视频交互。
2. 5G+超高清直播
作为继数字化、高清化媒体之后的新一代革新技术，超高清视频被业界认为将是5G 网络最早实现商用的核心场景之一。当前4K/8K 超高清视频与5G技术结合的场景不断出现，广泛应用于大型赛事/活动/事件直播、视频监控、商业性远程现场实时展示等领域，成为市场前景广阔的基础应用。
据相关报道，在2019年央视春晚深圳分会场，中国电信5G网络率先打通央视春晚4K直播，画面流畅、清晰、稳定，标志着中国“5G+4K”超高清直播工作的圆满完成。
在2018年云栖大会上，中国联通、阿里云、京东方等创造性的完成了首个5G+8K视频技术在远程医疗上的应用展示，标志着8K超高清直播技术实现商用成为可能。
3. 5G+自动驾驶
要实现汽车无人驾驶，需借助网络对汽车导航信息、位置以及各个传感器数据实时传输，5G应用到车联网就能在瞬间处理大量数据并及时做出应对之策。
2018年9月，房山区政府与中国移动联手打造了国内首个5G自动驾驶示范区，建设了首条5G全覆盖的自动驾驶车辆测试道路，可提供5G智能化汽车试验环境，满足科技创新企业所需的高速边缘计算平台、高精度定位等研发和测试环境需求。
2018年6月，厦门交通运输局与大唐移动签署5G智能网联战略合作框架协议，在厦门BRT上建设全国首个商用级面向5G的智能驾驶系统，实现一旦配备的驾驶员出现突发状况，系统可触发应急决策接管车辆，为乘客提供更安全的智能服务。推动厦门BRT最终实现自动无人驾驶。
5.4 5G的发展趋势
1. 全球5G建设步伐加快
目前，全球主要国家均加快5G实验和商用计划，力图争取5G标准与产业发展的主导权。中国、美国、德国、韩国、日本都在极力的推动5G的商用计划。我国在2013年由工信部、发改委和科技部联合成立了IMT——2020（5G）推进组，全力推动5G标准制定，目前第三阶段测试工作基本完成，力争在2020年实现5G正式商用。
2. 产业融合实现飞速突破
5G技术在消费、生产、销售、服务等各行业的渗透，进一步加强了新型信息化和工业化的深度融合，将引发产业领域的深层次变革。同时推动研发、设计、营销、服务等环节向数字化、智能化、协同化方向发展，实现工业领域全生命周期、全价值链智能化管理。
3. 5G商用到来指日可待
在当前的5G发展规划中，各国都在极力的更新自己的5G商用时间表，美国在2018年分别推出了5G网络商用服务和5GHome服务。我国三大基础电信运营商为抢占先机均已开展前期布局，并制定了详细的实施计划，力争2020年实现5G商用，并在5G+超高清直播、5G+移医疗、5G+机器人等领域都有开拓和应用。
4. 6G技术探索成为趋势
6G，从定义上讲是指第六代移动通信系统，是5G系统后的延伸。从体验上讲，有人认为，6G网络的速度将比5G快100倍，几乎能达到每秒1Tb/s，网络延迟也可能从毫秒级降到微秒级。现阶段5G技术已开展商用计划实施，各国6G技术的探索已提上日程，多国预计2030年6G投入使用。在未来，我国整体科技实力持续提升的背景下，相信并期待我国在6G技术的创新领域仍能做到领先甚至引领。
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