5G開啟移動通信的新時代

◎ 中國工程院院士 鄔賀銓

移動通信從第一代到現(xiàn)在5G 來了，整個移動通信的發(fā)展十年一代，每一代都是前一代速率的1000 倍。1G 到4G 是面向消費者的，5G 擴展到產業(yè)互聯(lián)網和智慧城市的應用，有三大應用場景：增強移動寬帶場景，低功耗廣覆蓋場景和低時延高可靠場景。

5G 和4G 相比，峰值速率提高了30 倍，用戶體驗速率提高了10 倍，頻譜效率提升了3 倍，無線接口延伸減少90%，連接密度提高10 倍，能效和流量密度各提高100 倍，支持移動互聯(lián)網和產業(yè)互聯(lián)網的各方面應用。另外5G 推動了人工智能跟物聯(lián)網的結合，5G 擴展了物聯(lián)網的能力，5G 對物聯(lián)網的要求是一平方公里有100 萬個物聯(lián)網模塊能連到網上，傳輸時延少于10 秒，丟包率不高于1%。5G 通過寬帶低時延的連接，使得物聯(lián)網可以直接連到云端，使得大數(shù)據能夠和人工智能的決策分析融為一體。AI+IOT 變成AIOT，也就是發(fā)展的智能網推動萬物智聯(lián)。物聯(lián)網原來只有IOT 的模塊，現(xiàn)在通過連接到云端，我們增加了一些AI 芯片以及一些開發(fā)軟件，通過這個能實現(xiàn)我們很多實時的決策。

另外5G 開拓了8K 視頻的應用，不單是分辨率的提升，每個像素的編碼也增加了，動態(tài)范圍擴展了。5G 的高帶寬低時延可以直播8K 視頻，并且可以把運動場上多個攝像機位的信號同時播出來，組成360 度的場景，使得場外觀眾有跟坐在運動場上一樣的感受，可以隨心所欲看到每一個角度的視頻。當然在手機上看高清視頻可能屏幕太小，但是手機可以跟智能屏聯(lián)動，通過高清視頻不僅僅用于娛樂，還可以用于遠程醫(yī)療，還可以用于遙控生產線上機器故障的排除，本身也是一個產業(yè)，視頻直播的產業(yè)在2021 年全球可以達到700 億美元，其中中國觀看直播的視頻互聯(lián)網用戶占全球的60%。

另外，過去玩游戲都需要比較高級的裝備，要先把游戲下載下來，門檻還是比較高的，現(xiàn)在5G 終端可以直接連到云端，游戲沒必要直接下到終端上面，玩游戲的裝備就可以大大簡化。普及游戲不是我們的目標，利用這個技術也可以用于工作的協(xié)同銜接和數(shù)字文化創(chuàng)意產業(yè)。現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實已經發(fā)展起來了，但是在沒有5G 的時候它是很難得到應用的，原來它要求的帶寬達到1 個G，延時希望低于7 個毫秒，在4G時代很難實現(xiàn)，現(xiàn)在5G 有可能做到，5G 加上VR，不僅僅用于游戲，還可以支撐協(xié)同工作，5G+VR 可以用于遠程教育，可以讓邊遠地區(qū)的孩子能同樣獲得大城市的優(yōu)質教育資源，可以通過網上的虛擬實驗解決邊遠地區(qū)實驗手段不足的問題，而且可以很好地用于培訓。故宮博物院現(xiàn)在可以通過VR 頭盔讓游客有非常好的感受。

5G 有更大的應用，包括電網、港口、煉油廠、建筑公司、冶金企業(yè)、機械加工企業(yè)、化工企業(yè)都可以。中國商飛公司是做大飛機的，它已建成全球首個5G+工業(yè)互聯(lián)網的園區(qū)，飛機是用復合材料制造的，復合材料在飛機翅膀和機身，過去是要停機檢查的，現(xiàn)在加上5G 的高清視頻攝像頭，可以直接把情況實時傳到后臺，跟大數(shù)據、人工智能已有的圖片來比對，這樣大大提升了工作質量和效率，飛機是一節(jié)一節(jié)組裝起來的，每一節(jié)里都有電纜，過去靠圖紙非常小心地連接，現(xiàn)在5G+VR 頭盔可以讓工人知道連哪一根電纜，不僅僅提高效率，也提高了工作質量。

更多的應用是機器視覺，在中國，現(xiàn)在在生產線上靠目測檢驗產品質量的工人每天有350 萬人，盡管這些工人很認真，但是仍然避免不了差錯，利用工業(yè)的高清視頻和5G，直接和后臺的人工智能結合，能很好地發(fā)現(xiàn)質量問題，效率遠遠超過工人。華星光電跟騰訊合作，檢查液晶面板，青島港實現(xiàn)遠程的吊裝集裝箱，在效率上、效益上都有很大的改進，5G 更多的應用，或者說更好地適應車聯(lián)網的需要。過去4G 時代反應時間是100 毫秒，5G+邊緣計算只有1毫秒，原來我們用的雷達等感知手段，實現(xiàn)了對環(huán)境狀況的感知。但是無法實現(xiàn)車到車、車到云、車到停車場的連接，5G 的高可靠、低時延完全能支撐這個應用。實際上車聯(lián)網不單提高了交通效率，而且減少了很多交通安全事故，本身也是一個產業(yè)。車聯(lián)網的軟件，包括汽車電子，以及車聯(lián)網的服務，到2030 年全球將達到1.5 萬億美元的規(guī)模，遠遠超過了汽車產業(yè)的總規(guī)模。

最后5G 的增強移動寬帶能力為4K、8K 的高清視頻節(jié)目的無線傳輸提供了可靠通道，豐富了文化生活，推動了數(shù)字產業(yè)化的發(fā)展。5G高可靠、低時延、廣覆蓋、大連接，將物聯(lián)網的大數(shù)據跟人工智能聯(lián)合，是物聯(lián)網發(fā)展的智聯(lián)網，5G+VR/AR和邊緣計算的結合，推動了人機物的自然協(xié)同，催生了新業(yè)態(tài)，為用戶提供了更好的體驗，5G 為互聯(lián)網發(fā)展增加了新動能，拓展了新應用，助力產業(yè)數(shù)字化的發(fā)展。

相關鏈接

昔日,倉頡作書而天雨粟。今日,5G與物聯(lián)網、人工智能并稱為第三浪信息技術的核心關鍵技術。它們的成熟及商用，正在成為推動人類命運共同體加速實現(xiàn)的強大引擎。特別是5G網絡技術的突破性進步，為全球數(shù)字經濟發(fā)展帶來了極大的助推力量。中國是5G網絡技術及產業(yè)化的領先者之一，在“共建共治共享”的原則下，愿意把自己的技術成果及產業(yè)化經驗分享給全球各經濟體。為此，由中國科協(xié)、中國科學院、中國工程院聯(lián)合主辦，俄羅斯科學工程協(xié)會聯(lián)合會共同發(fā)起，以“科學·技術·發(fā)展”為主題的首屆世界科技與發(fā)展論壇于2019年10月16日在北京召開。全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼出席開幕式，宣讀國家主席習近平的賀信并致辭。中國科協(xié)黨組書記、常務副主席、書記處第一書記、中國科學院院士懷進鵬主持論壇開幕式，中國科學院院長、黨組書記、“一帶一路”國際科學組織聯(lián)盟首任主席白春禮，中國工程院黨組書記、院長李曉紅，國際科學理事會主席達亞·瑞迪出席開幕式并致辭。中國科協(xié)名譽主席韓啟德，中國工程院院士鄔賀銓，法國科學院院士、諾貝爾獎得主朱爾斯·霍夫曼等7位中外嘉賓分別作主旨報告。“飛槳產業(yè)級深度學習開源開放平臺”和“2019年度人類社會發(fā)展十大科學問題”在論壇上發(fā)布。國內外知名科學家、教育家和企業(yè)家分別聚焦“科技革命與產業(yè)變革”“科學技術與教育文化”“青年科學家與中小企業(yè)成長”議題，開展對話交流。

此次論壇旨在深入貫徹習近平外交思想，特別是構建人類命運共同體的思想，聚焦新時代科技革命、多元化文化背景下科技與文化、教育、經濟、社會的深度融合，青年科學家與中小企業(yè)的成長，拓寬民間科技外交渠道、暢通國際科技交流渠道，打造主場高端國際科技合作交流平臺，來自18個國家和地區(qū)的400多位專家、世界重要科技組織會士、大學校長、企業(yè)家等嘉賓參加論壇，共話科技文明，共謀未來發(fā)展。