5G，如何改變我們的生活

——關(guān)于第五代移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢前瞻

■黃武星 段青馬睿

引子

清晨醒來，臥室的燈和空調(diào)自動開啟；來到衛(wèi)生間，洗臉?biāo)炎詣诱{(diào)至適合的溫度，數(shù)碼牙刷記錄并上傳牙齒以及口腔的實(shí)時數(shù)據(jù)；吃過早餐，輸入幾個指令，汽車就帶著你自動行駛在馬路上，在車上你已經(jīng)開了一個遠(yuǎn)程會議……

以上場景，或許就是5G時代的日常生活。2016年11月，華為公司主推的“極化碼”方案得到國際移動通信標(biāo)準(zhǔn)化組織的認(rèn)可。在紛紛為華為點(diǎn)贊的同時，大家深切感受到：令人憧憬的5G時代不再是遙遠(yuǎn)的未來時，而是觸手可及的進(jìn)行時。迎接“流量風(fēng)暴”

5G，顧名思義就是第五代移動通信技術(shù)。有人也許會問，4G已經(jīng)夠快了，為什么現(xiàn)在就開始發(fā)展5G？

雖然4G能滿足目前的網(wǎng)絡(luò)需求，但隨著人工智能的快速發(fā)展，智能家電、無人駕駛、生產(chǎn)自動化、智能服務(wù)將會進(jìn)入我們的生活，個人用品、城市基礎(chǔ)設(shè)施、工廠機(jī)械設(shè)備都將被連接到移動網(wǎng)絡(luò)上，整個社會的信息化將更加深入徹底，信息流量也將成爆炸式增長。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2020年，網(wǎng)絡(luò)要容納2000億級的設(shè)備或機(jī)器，僅智慧城市、智能交通、工業(yè)自動化這三項(xiàng)就需要連接近300億設(shè)備。這么多設(shè)備涌入，網(wǎng)絡(luò)容量一定要無限大，速率一定要足夠高，才能保證網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)5G的這些本領(lǐng)，技術(shù)上將要“軟硬兼施”。例如，軟件技術(shù)上要對頻譜資源進(jìn)一步挖掘，類似于“把小水管換成大水管”，要開發(fā)使用超高頻，以獲得更大的帶寬，實(shí)現(xiàn)“颶風(fēng)”般的網(wǎng)速。硬件上，以往使用的低頻段繞射能力還不錯，躲在墻角影響不大，但5G的超高頻幾乎是直線傳播，墻角很可能是信號死角，這就需要將傳統(tǒng)的宏基站變成站點(diǎn)更多、密度更大的微基站。

在3G和4G時代，我們總是可以忍耐的，網(wǎng)速慢點(diǎn)我等等，信號不好我換個地方打電話。但在不久后萬物互聯(lián)的時代，上網(wǎng)的機(jī)器可沒有這么好的耐性，總不能因?yàn)榇汗?jié)刷紅包人太多、流量暴增而導(dǎo)致整個城市的智能交通癱瘓了吧？很顯然，要實(shí)現(xiàn)未來的“流量風(fēng)暴”，4G那樣“大風(fēng)”般的網(wǎng)速還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，非得“颶風(fēng)”才能游刃有余。研制更高速度、更大容量、更低時延的新一代移動通信技術(shù)迫在眉睫。

利用5G網(wǎng)絡(luò)可以提供精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程醫(yī)療。

5G有哪些神奇本領(lǐng)

說起5G的本領(lǐng)，大家必然想到它超快的網(wǎng)速。然而如果僅僅是這樣，就太小瞧它了。在我國發(fā)布的5G概念白皮書中，專家將5G未來的發(fā)展趨勢歸納為連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時延高可靠4個方面。

用幾個數(shù)字概括就是1000倍的容量提升、1000億+的連接支持、10GB/s的最高速度、1毫秒以下的延遲。通俗來講，就是“什么都能通信”“人多也不怕”“無與倫比的快”“最佳體驗(yàn)如影隨形”。

具體來說，連續(xù)廣域覆蓋意味著5G能夠使人們在偏遠(yuǎn)地區(qū)、高速移動等惡劣環(huán)境下仍可以高速上網(wǎng)。熱點(diǎn)高容量則使5G能夠滿足人們在人員密集、流量需求大的區(qū)域依然可以享受到極高網(wǎng)絡(luò)速度的要求。低功耗大連接的特點(diǎn)使5G可以在智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景中發(fā)揮作用。而對于車聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、工業(yè)控制等對時延和可靠性具有極高要求的領(lǐng)域，低時延高可靠的特點(diǎn)或許可以使5G能夠應(yīng)對自如。

未來離我們不再遙遠(yuǎn)

由于5G蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略利益，歐美等國都希望能在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上占據(jù)主導(dǎo)權(quán)，紛紛進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和布局。早在2012年11月，歐盟就已啟動總投資達(dá)2700萬歐元用以研發(fā)5G技術(shù)，美國、韓國、日本聯(lián)合國內(nèi)運(yùn)營商和電信設(shè)備制造商開展了相應(yīng)的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)布局。

2016年5月31日，在北京召開的首屆全球5G大會上，各國的5G標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)均透露了各自研發(fā)的最新進(jìn)展。美國電信運(yùn)營商在2016年12月初宣布將提供首個5G試運(yùn)營服務(wù)，日本的目標(biāo)之一是在2020年東京奧運(yùn)會期間使用5G服務(wù)，韓國的5G商用進(jìn)程將以2018年平昌冬奧會為關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)。

5G的出現(xiàn)不僅提供了功能強(qiáng)大的新一代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而且將會引發(fā)一場“萬物互聯(lián)”的通信技術(shù)革命，虛擬現(xiàn)實(shí)、在線游戲、智慧家居、智能醫(yī)療、智能教育等各行各業(yè)都將在5G的帶動下蓬勃發(fā)展，徹底改變我們的生活方式。

在5G真正普及的那一天，人們也許不再需要硬盤、CPU，只需要一塊顯示器和網(wǎng)卡，所有后臺數(shù)據(jù)都由云來處理，大容量高速度的特點(diǎn)可以將虛擬現(xiàn)實(shí)真正帶進(jìn)生活和實(shí)際應(yīng)用中。由于擁有低時延、大帶寬和高鏈接密度等優(yōu)勢，5G被業(yè)界認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。利用5G實(shí)現(xiàn)的實(shí)時遠(yuǎn)程控制具有高精準(zhǔn)度和高速瞬時反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程駕駛乃至車聯(lián)網(wǎng)自動駕駛。5G網(wǎng)絡(luò)還可以提供一個遠(yuǎn)程醫(yī)療平臺，實(shí)施精準(zhǔn)的遠(yuǎn)程手術(shù)將不再是天方夜譚。

5G留給我們太多的暢想和期待，讓我們翹首以待。