5G行業應用的探討

黃麗娜 江西省郵電規劃設計院有限公司 南昌市 330002

0 什么是5G

5G（5thGenerationMobileCommunicationTechnol ogy），第五代移動通信，是第四代移動通信LTE技術的延伸，5G用戶體驗速率達1GB/s，是在4G網絡下的十倍，端到端網絡時延由數十毫秒降至毫秒級，連接數密度達百萬/km2，數據流量密度達數十Tbps/km2，支持500+km/h更廣泛更快速的移動性。

圖1 5G三大應用場景

2020年7月9日，國際電信聯盟（IUT）無線通信部門第35次會議確定3GPP系標準為ITU認可的5G標準，且是唯一的標準。2020年7月3日3GPP宣布5G標準第二版規范Rel-16凍結，代表著5G第一版規范Rel-15正式完成，Rel-17標準預計于2021年Q3凍結。如果說Rel-15版本主要面向移動智能終端的增強移動帶寬特性，Rel-16還引入了5G精準定位，uRLLC、5G廣播等新功能，Rel-16特性為工業互聯網、自動駕駛等應用提供技術支持，但要真正實現，還需等待R16商用真正落地。

截至2021年6月，我國已建設5G基站總數96.1萬個，5G用戶數達4.95億戶，5G終端連接數達3.65億戶，5G終端滲透率31.1%。

1 5G應用

1.1 增強型移動寬帶（eMBB）

5G技術發展能帶來使用者的實時操作感和畫質體驗的提升。eMBB典型應用場景有超高清視頻/3D、AR/VR等大流量移動寬帶，同時伴隨著軟硬件技術的發展及VR/AR相關內容的豐富，用戶得到的體驗也越來越真實、流暢，需求也日益旺盛。

虛擬現實（VR）是融合數字圖像處理、計算機、多傳感交互等多種技術于一體，生成3D仿真性高的動態虛擬環境，用戶需佩戴特制設備進入虛擬環境，并可進行交互式操作，達到身臨其境的沉浸式體驗效果。增強現實（AR）是VR技術的延伸，將虛擬信息與現實世界巧妙疊加在一起的技術，用戶通過佩戴特殊設備可視真實物體的各種虛擬數據信息，如：性能參數、功能特性、歷史數據等，從而實現對真實世界的“增強”。如果說VR是完全虛擬式的體驗，而在AR中用戶既能看到真實物體，又能看到虛擬信息呈現，是一個虛實相結合的世界。混合現實（MR）是AR技術的升級，將虛擬場景和真實場景無縫地融合在一起，人們可以進行實時信息交互，其中的現實物理實體和虛擬數字信息滿足完全匹配的3D投影關系，人們難以分辨真實部分和虛擬部分。

由于技術受限，傳統VR高時延使得用戶眩暈感極強，離線識別處理能力不足導致畫面粗糙，頭顯設備沉重配套感不適等等，另外設備價格高，市場普及率低，用戶體驗感差。5G助力有望打破VR/AR成長天花板，5G大帶寬、低時延、邊緣計算、云計算等特性，可極大改善畫面清晰度流暢度，設備無繩化方便使用者自由移動，多人交互、多人聯機功能更加優化。拓寬云游戲、云直播、VR流媒體等多個領域，降低用戶體驗門檻，增加VR行業的競爭強度。

1.2 大連接物聯網（mMTC）

物聯網（Internet of Things），即物與物、物與互聯網互聯互通的網絡。物聯網是在計算機互聯網的基礎上，通過無線數據通信網絡，利用射頻識別、紅外感應、GPS、激光掃描等信息傳感設備，將普通物體接入互聯網，進行信息“交流”和共享，以實現智能化識別感應、溯源定位、智能跟蹤、監控管理等。

5G應用領域中的大連接物聯網mMTC，指網絡中接入超級大規模且功耗更低的物聯網終端設備。5G等通信技術的深入發展，使得復雜、海量、高效的大規模廣域物聯網成為現實不再是空談，物聯網的市場及應用空間進一步擴大。在5G+物聯網的加持下，制造業的工廠能夠實現全流程上更加準確、迅速、全方位的監控與管理，加強工業自動化程度。資源產業、公共服務行業也將受益，各類檢測設備的遠程管理得以實現，園區管理水平得以提高，生產、服務能力得以增強。在金融領域，安全監控的許多滯后缺陷有望解決，5G+物聯網能夠使ATM等金融終端更加安全、智能，比如實現信用追蹤和加密貨幣。有了5G+物聯網的助力，VR/AR課堂、智能教具等的實現都能將改善人們的教育體驗。

圖2 物聯網體系架構

1.3 uRLLC超高可靠性低延時通信

車聯網是以車為聯結對象，借助無線通信技術，實現車與車、人、路、云平臺等等之間的信息通信交流與共享，提升車輛智能駕駛水平，使用戶能獲得更安全、更高效、更舒適、更智能的行駛體驗。車內互聯逐步走向車外，C-V2X加速汽車智能網聯升級。一般來說，將車聯網發展分為三個階段：早期的車載信息服務階段以提供車載娛樂為主；當前所處于的智能網聯汽車階段則注重探索互聯，路側基礎設施在這一階段尤為重要；2025年后，基于5G技術升級和行業深度協同，汽車將實現認知和高級別自動駕駛。

5G有望加快實現完全自動化的L5級別自動駕駛。由于車聯網對實時性和安全性的要求很高，4G及其他網絡無法保證低時延和高可靠性，因此車聯網在此之前僅能實現基礎的網聯娛樂、簡單交互功能。5G通過邊緣計算下沉、網絡切片、數據上云等新一代技術，可提供低至1ms端到端時延和高至10Gbps峰值速率，超低時延使得聯網車輛可進行快速的判斷決策動作，增強汽車的安全屬性。5G網絡的全面化覆蓋將為V2X技術落地提供基礎，大規模商用落地指日可待。隨著5G網絡為車聯網提供標準協議，智能化和網聯化的顛覆式技術創新使得汽車本身成為新時代的移動計算基礎設施。

2 結束語

目前由于軟硬件技術環境培育等各方面因素限制，真正能顯示5G優勢性能的應用還未充分顯現出來，但隨著國家政策對5G產業的大力扶持，5G應用場景前景將一片廣闊。5G技術Rel-16版本已經完成，商用落地也將不遙遠。