听！5G花开的声音

文/高亢　郭宇靖　刘硕　杜峰

听！5G花开的声音

文/高亢郭宇靖刘硕杜峰

眼睛一闭一睁，一部超高清电影就已下载完毕；清晨卧室的灯和空调自动开启；起床后，洗脸水可自动调至适中的温度，数码牙刷可以记录并上传使用者牙齿以及口腔的实时数据；戴上眼镜，通过眼镜片上的虚拟现实显示，可以向身旁的人挥手说早安……这就是5G时代赋予人类新的“魔力”——万物互联。在近日举行的第一届全球5G大会上，我国5G推进组发布了《5G网络架构设计》白皮书，这体现了我国5G网络技术研究的最新成果，也意味着我国从5G概念的研究已经进入实质推进阶段——5G时代真的要来了。

5G是英文“第五代”的缩写。在移动通信领域，第一代是模拟技术；第二代实现了数字化语音通信；第三代是人们熟知的3G技术，以多媒体通信为特征；第四代是正在铺开的4G技术，其通信速率大大提高，标志着进入无线宽带时代。

5G技术目前尚无明确定义，但业界认为5G并不是单一或全新的无线接入技术，而是多种新型无线接入技术和现有无线技术优化集成后解决方案的总称。

5G的特征是传输速度更快，如现在用4G网络要数十分钟才能下载的一部高清视频，到5G时代可能只需数秒就能下载完。这将为建立“超联通社会”奠定基石，目前尚处雏形中的物联网、智能城市等概念将借助前所未有的高速无线传输技术变得触手可及，智能手机在大众日常生活中也将发挥更为重要的作用。

5G就要来了，将改变什么？

曾经，移动电话和短信的出现让人兴奋不已，在地铁或公交车里掏出彩屏手机玩游戏会被投以羡慕的眼光。虽然4G网络日益普及，但用流量看视频的仍是“土豪”，而在5G时代，眼睛一闭一睁，一部超高清电影就已下载完毕……除了网速快之外，它还将赋予人类新的“魔力”。

新型的5G“多址技术”可以将移动网络接入数量提高近百倍。目前我们的4G仅可以连接手机等少量设备，而5G网络除了手机以外，还可以连接近百件设备，大到一辆车，小到一根针。

在5G物联网内，人们就有了“千里眼”和“顺风耳”，通过掌握物品的状态、情况和数据，从而更好地管理和操控它们。比如，小明出差忘带了一个文件，可以立刻通过网络控制家庭监控设备找到文件，操控智能机器人扫描并传输给他，“隔空取物”轻松又便捷。

用中国移动研究院副院长黄宇红的话说，就是“‘信息随心至，万物触手及’离我们已经很近了。”

近期各大车展中，自动驾驶汽车频频亮相。未来，汽车变成大“手机”接入网络，互不干扰自动行驶，优化道路交通，解放驾车的碎片化时间。在车内开视频会议、玩游戏娱乐皆可实现。目前，不少汽车厂商已推出实验车型，只待5G网络铺开。

同样，智能化生活方式已慢慢进入寻常百姓家。智能雨伞、水杯、餐具甚至智能女性卫生棉条已陆续面世。

万物互联使得“手机”的概念逐渐淡化。未来以手机为代表的智能终端将呈现融合化、微型化和多元化发展趋势，移动智能终端的功能将与眼镜、手表等穿戴设备融合。

5G时代何时到来？

首届全球5G大会由中国人召集并选择在北京召开，这似乎说明中国的自主创新技术已经有机会与业界翘楚们平起平坐。

“通过3G和4G时代的艰苦奋斗，产业和技术的提升为5G布局打下坚实的基础，我国从以往被动接受技术变为开始输出技术，逐渐发展成为全球5G技术、标准、产业和应用服务的领先国家之一。”TD产业联盟秘书长杨骅透露，中国移动、华为、大唐、中兴等中国企业对5G研发的投入由来已久，并走在世界前列。

取得这样的成果，源于国家层面的高位推动。工信部通信发展司司长闻库表示，为了把握5G的发展机遇，工信部、国家发展改革委、科技部于2013年就联合推动成立了5G推进组，全面推进中国5G需求、技术、频谱、标准等研究工作。

不仅如此，今年2月，国际电信联盟启动了5G技术评估，36岁的中国大唐集团彭莹当选为5G技术评估组主席，成为评估和决定未来5G国际技术标准的关键人物之一。她的当选，使中国5G技术标准的预研工作向前迈进了一大步，并正在逐步得到世界的认可。

预计2018年首个5G技术标准将诞生。2020年我国将实现5G商用。我们已经听到5G的脚步声。

我们为什么需要5G

在4G技术刚刚普及的今天，包括三星、爱立信、诺基亚、华为和中兴等国内外企业，都已在5G技术研发上积极跟进。据三星公司介绍，4G技术更多的是为了提升移动宽带传输峰值速率和频谱效率，目标峰值速率是1Gb⁃ps；而5G会在移动宽带峰值速率上有大幅度增强，要达到20Gbps。“更为重要的是，5G是对海量连接和低时延高可靠应用两个新应用场景的性能进行提升。”三星全球执行副总裁、三星电子中国产品战略及研发总裁王彤说。

现在，移动通信还是以人和人之间的通信为主。随着个人所携带的个人设备如智能手机、平板、PC、智能手表、VR等可穿戴设备的增加，这些设备之间，这些设备与家庭物品、社区物品如公共交通和物流工具等，将来都有望实现连接。这样移动通信网络需要接入的连接数将是非常巨大的，对于传统的网络来讲，这无疑是一个巨大挑战，需要一些革新性的技术来实现海量连接。

在即将进入可以将一切连接起来的时代的今天，为了保障个人信息与财产安全，防御各种犯罪和恐怖活动，需要更高层次的安全措施。否则不仅会造成个人隐私泄露、金融财产损失，而且还可能威胁到自动驾驶汽车、远程控制等相关人员的生命安全。这些如远程医疗、车联网、智能工业控制等应用，由于它们的特殊性，需要非常可靠的信息传输以及非常低的传输时延，这些应用是传统的4G系统无法满足的，将会依赖于5G系统进行低时延、高可靠的数据传输。

中兴通讯CTO徐慧俊表示，经常看到这样的新闻，由于交通堵塞，急救车没能及时将病人送到医院。那么，怎么才能避免这样的事情出现呢？中兴通讯正尝试通过无线通信、云计算、物联网、车联网、大数据和人工智能等技术，实现跨行业、跨区域的交通数据和业务的互联互通，甚至对实时路况进行主动分析。把车与车之间、车与路之间，乃至更多的道路信息连起来，彼此分析各自的状态，比如每辆车在哪里、以多快的速度在行驶、目的地是哪里、路上有没有积水、前方有没有红灯等，然后得出最佳行驶方案，提供给驾驶员，甚至实现安全无人驾驶。“而这些，都需要5G技术的支撑，因为我们需要尽可能多的感知和尽可能快的交互。”徐慧俊说。

有哪些技术取得新进展

当前，5G已经成为国内外通信设备巨头们加紧抢占的一块科技高地。“十三五”规划纲要中，明确提出要加快信息网络新技术开发应用，积极推进第五代移动通信和超宽带关键技术研究，启动5G商用。

作为全球最大的移动通信运营商，中国移动从2012年就启动了5G的相关工作，制订了面向2020年的5G研发、规划、候选频率、关键技术研究和试验验证等一系列工作。中国移动副总裁沙跃家表示，在未来万物互联的时代，5G将纵向融合各个领域，如智能制造、远程医疗、智慧交通等。从这个角度来看，5G不是封闭系统，而是开放的生态系统。为此，中国移动在2016世界移动通信大会上成立了5G联合创新实验室。沙跃家预计全球第一个5G网络很有可能会在亚洲出现。

在今年2月份的2016世界移动通信大会上，中兴通讯获得了“最佳移动技术突破奖”和“CTO推荐奖”两项大奖。其大规模天线阵列、超密集网络、多用户共享接入、高频通讯和云感知软网络等技术，被评委们称为“移动宽带演进上的颠覆性创新”。特别是中兴创新的软空口技术，使得运营商具有了从4G到5G的平滑升级能力，可以利用已具备商用条件的部分5G技术，为4G用户提供接近5G的接入体验。有关专家指出，这可以将运营商的5G商用时间提前4年甚至更久，而且在未来网络升级时，设备还可以接着用。按照中兴通讯的计划，2016年就有可能在全球规模部署数张试商用网络。

在5G标准化工作方面，三星加入了3GPP和ITU等全球标准化组织，也在积极推动与政府（如中国的IMT2020推进组、韩国千兆项目、欧洲5G-PPP）及各种领先研究机构之间的合作。三星电子目前已拥有一系列5G核心技术的创新成果，包括先进的5G毫米波通信技术平台和多连接解决方案。“作为为数不多的能够提供5G端到端解决方案的企业，三星希望能够对未来中国的5G，在网络、终端以及芯片方面都作出积极的产业化贡献。”三星全球执行副总裁王彤说。

在5G时代，万物互联将会变为现实，所有家用电器、健康监测终端、智能终端等都会实现互联，并引发如医疗、汽车、工业、交通等行业的变革。在5G时代，1km2内甚至可以同时有100万个网络连接，届时人们将会通过无线享用超高清视频、快捷的云服务、远程医疗检查和治疗、智能驾驶和无人驾驶等。在工业领域，依托5G高可靠、低时延的信息传输，智能制造将成为可能。

5G标准剑指何方？

随着4G的成熟，加速发展5G已成国际社会的共识。第一届全球5G大会（The1stGlobal5GEvent）日前落下帷幕，这次由中欧美日韩5G推进组织首次跨区域合作召开的大会，第一站选择在北京举行，意味着在5G时代，中国将会扮演极为重要的角色。在本次大会上，我国的I.T-2020（5G）推进组发布了《5G网络架构设计》白皮书，从系统设计和组网设计两个角度深入分析，提出了新型5G网络架构的设计方案。中国强势介入制定5G全球统一标准，从通信技术3G、4G时代的跟随者成为5G时代的引领者，有望带动信息产业新一轮技术升级。

5G标准制定卡位战打响

不同于4G及其以前的通讯技术，5G时代有望形成全球统一的标准，技术、标准将掌握真正的话语权。在这场全球频谱标准制定的角逐中，中国正在谋求主导权，国内运营商、设备商等都在加快5G研发布局，与国际厂商进程相当。

在5月31日召开的“第一届全球5G大会”上，中国移动通信研究院首席科学家易芝玲博士表示，2017年底，中国移动将会拥有窄带物联网的部署。易博士透露，中国移动已经基本上完成了第一阶段关键技术的测试；现在开始第二阶段系统概念的测试；2018年中国移动的5G研究会进入第三阶段，2020年将实现5G商用。

中国联通近日也与华为在国内开展了5G实验室以及外场联合测试，对5G的频谱及组网进行了技术验证，重点关注3.5G频段Massive MIMO技术的组网及性能评估。中国联通与华为的5G联合测试成功，进一步加强了双方在5G领域的开放合作、联合创新，也将有力推动5G产业发展。目前，华为已完成中国5G技术研发试验第一阶段无线测试，2016年6月份将启动第二阶段连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接等场景的5G基站性能测试。

除了华为，中兴通讯也在卡位5G标准，加快推动5G产业链成熟。2016年5月，中兴通讯全面参与了IMT-2020（5G）推进组的大规模5G系统试验，当月即完成第一阶段单点技术验证，也是首家完成高频测试的企业。在“第一届全球5G大会”上，中兴通讯首席科学家向际鹰首次提出了新型多址和波形技术，包括MUSA（多用户共享接入）、FB-OFDM（子载波滤波OFDM）、UAI（统一空口）、Massive MIMO等技术，这些都是中兴通讯在5G领域的标签技术。

目前，中兴通讯还与中国移动、德电T-Mobile、日本软银、韩国KT和马来西亚U Mobile等运营商签订了5G战略合作协议。

我国在5G起步阶段获得先机

4G方兴未艾，5G脚步渐近，多重利好政策让中国在5G起步阶段部署上获得先机。

5G抢先机，政府要更积极，中国从政府到企业都在积极参与规则的制定。《中国制造2025》对全面突破5G技术做出了部署和安排；国务院发布的《“十三五”规划纲要》中明确提出，要积极推进5G发展，在2020年启动5G商用。5G推进方面，在中国863计划和国家科技重大专项对5G的支持下，中国从2014年开始，相继完成了总体的技术、网络架构、频谱等研究。2013年2月，工信部、发改委和科技部共同支持产业界成立了IMT-2020（5G）推进组，协同开展5G研发和国际合作。今年1月，由国内外企业参加的中国5G技术研发试验正式启动，这是我国首次与国际标准组织同步启动对新一代移动通信技术测试和验证，将有力推动5G标准形成和完善。目前，我国IMT-2020 5G推进组组织的“中国5G技术研发试验”正在有序开展，将在3.4GHz-3.6GHz频段进行5G试验。

一个国家要想在5G时代领先，需要先进技术的积累。3G、4G时代的积累为我国5G的发展做了铺垫。据悉，早在2007年底，由大唐电信和中国移动等中国企业提出，联合了20多家国际企业提交的TD-LTE标准，就在国际标准组织3GPP中正式被确定为唯一的LTE-TDD标准。此外，华为、中兴等通信企业也积累了大量的专利，让中国在5G技术领域有了足够的储备。

而中国在4G上的发展速度、用户基数、信息应用产业链培育等为5G的快速推进奠定了基础。工信部部长苗圩在参加第一届全球5G大会时表示，中国目前已经建成了全球最大的4G网络，基站的规模数超过了200万个，用户数更是突破了5亿，截至2015年底，中国已经拥有了6.88亿网民，网民的普及率达到了50.3%，全年移动互联网接入的流量超过了400万T，同比增长了103%。中国通信领域企业的快速崛起，巨大的用户规模和得天独厚的市场优势，让中国在5G时代将扮演更为重要的角色。

5G时代我国信息产业弯道超车迎良机

TD产业联盟秘书长杨骅表示，“通过3G和4G时代的艰苦奋斗，产业和技术的提升为5G布局打下坚实的基础，我国从以往被动接受技术变为开始输出技术，逐渐发展成为全球5G技术、标准、产业和应用服务的领先国家之一。”2020年，我国将实现5G商用，这将为信息产业的弯道超车带来良机。机构认为，5G移动通信技术未来将广泛应用于车联网、智慧城市、移动云、物联网和新一代娱乐（虚拟/增强现实、真实3D、全息）等新兴产业。

相较于3G到4G网速的进步，5G已经不能用简单的技术升级概念来概括。5G网络速度到底有多快？根据目前实验室阶段的数据，应用5G网络，每秒下载1GB的文件不成问题，一部高清蓝光电影可能只需4s即可下载完成。5G网络速度、覆盖能力的升级对于信息消费、消费电子终端产品、信息应用等都将带来颠覆性影响，能够满足消费者对虚拟现实（VR）、超高清视频等更高的网络体验需求。

超高速网络普及升级带动多个新兴产业的发展，其中，包括虚拟现实、视频直播、4K超高清等在内的泛娱乐视频产业发展迅猛。日前，中兴通讯展示了自己独创的Pre5G Massive MIMO解决方案，它能将部分5G关键技术应用于4G商用网络，能将20M带宽的潜能发挥到极致，提升现有网络频率，同时兼容现有终端，成为高清视频和移动VR的最佳承载，有望引领互联网企业创新升级。

除了网速快之外，5G还将实现万物互联。业界认为，未来物联网会有非常大的转变，汽车、电脑等家庭终端都将成为5G的载体，并实现工业、交通等行业的变革。人们将会通过无线享用超高清视频、快捷的云服务，实现所有家用电器、健康监测终端、智能终端的万物互联。目前更多停留在概念阶段的技术，如虚拟现实、无人驾驶、机器人手术等，有望真正应用到生活中。5G网络将为我国多个行业转型提供机遇，并有望实现信息产业的弯道超车。

5G商用何时到来？

随着“2020年5G网络正式商用”的预期渐强，行业内众多企业均开始加速在5G领域的布局。目前三大运营商均已制定了2020年启动5G网络商用的计划，最快将于明年展开试验网络的建设和相关测试。如果前期工作进展顺利，三大运营商将有可能在2018年开始投入5G网络建设，到2020年正式启动商用。

业内普遍预计到2020年，包括中国、美国、日本、欧洲在内的众多国家将正式启动商用5G网络。在这一预期下，包括电信运营商、电信设备制造商和手机芯片制造商在内的行业企业均开始加速在5G领域的布局。

业内普遍认为，5G网络一旦正式商用，将有望撬动规模达万亿元的物联网产业。多个市场机构表示，车联网、大数据、云计算、智能家居和无人机等典型的物联网细分行业在技术和应用层面已相当成熟，但现有4G网络的通讯能力大大限制了上述产业的发展。随着5G的正式商用，网络问题将迎刃而解，上述产业将迎来快速发展期，人工智能、智能制造等产业也将随之崛起。

2G时代，我们几乎都是在跟随，无论市场产品还是技术标准全都被国外垄断；3G时代，我们虽有起色，但因为基础薄弱，紧追慢赶还是比先进国家落后了一大截；从4G开始，我们“另起炉灶”，依靠自主创新和经济实力，当西方人沉浸在发明4G的喜悦中时，却发现中国人几乎同时推出自己的4G，并成为国际两大移动通信标准之一，跻身标准制定者行列。为迎接即将到来的5G时代，我国的第13个五年规划明确提出，要积极地推进5G的发展。2020年提供5G的商用。而“中国制造2025”就是对全面突破5G的技术作出的最周密部署和期待。

（文章源自高新网）