浅析5G技术与运用

罗光明

5G具有“超高速率、超低时延、超高可靠、超大连接”的技术特点，是面向业务运用和用户体验的“多业务、多技术、高智能”的通信网络，具备万物互联的能力，通过技术演进和创新，逐渐满足工业互联网、车辆网、人工智能和物联网等发展的需要，为我国数字经济发展赋能，为改善民生、增进人民福祉助力。

随着三大运营商5G网络覆盖能力的进一步提升，以及“十四五”期间5G、工业互联网、大数据中心等新型基础设施建设的布局加快，5G将走进百姓的日常生活，为用户提供“高速率、低时延、高可靠、低功耗、大连接”的体验。同时，5G逐步渗透到物联网当中，实现智慧城市、环境监测、工业自动化、智能制造、远程医疗、无人驾驶、家用电器和手持终端的深度融合，最终达到万物互联的目的。

一、5G的发展背景

发展5G主要是基于战略发展、经济发展、行业发展以及人民美好生活向往的需要。2013年由工信部、发改委和科技部组成的IMT-2020（5G）推进组，构建聚合移动通信领域产学研用力量、推动第五代移动通信技术研究、开展国际交流与合作的基础工作平台，开展5G业务需求、关键能力、核心技术等方面的研究，先后发布5G愿景、需求、概念、无线技术架构和网络技术架构等白皮书。2019年11月，三大运营商公布5G套餐并正式商用。

（一）战略发展的需要

中国制造2025规划纲要明确指出，全面突破5G技术、核心路由交换技术、超高速大容量智能光传输技术、“未来网络”核心技术和体系架构，积极推动量子计算、神经网络等发展。网络强国建设三年行动将进一步加大网络基础设施的建设，推进5G研发应用、产业链成熟和安全配套保障，补齐5G芯片、完成第三阶段测试，推动形成全球统一5G标准，并推动5G网络商用部署。

（二）经济发展的需要

我国14亿人口的规模是全球最大的移动通信市场，5G商用将创造更多适应工业及用户消费升级的有效供给，催生全息视频、浸入式游戏等新模式新业态，让智能家居、智慧医疗等新型信息产品和服务走进千家万户，推动信息消费扩大升级。中国信通院研究预测，2020年5G将创造约920亿元的GDP，间接拉动的GDP增长将超过4190亿元，2025年5G将拉动经济增加值约1.1万亿元，间接拉动的GDP将达到2.1万亿元。可以说，未来几年5G是推动经济高质量发展的重要支撑。

（三）行业发展的需要

从1G到4G时代，我国通信行业更多的是在扮演“参与者”的角色，即处于“技术输入”的被动地位，而想要改变这一点，就必须抓住5G标准这个机遇，掌控5G技术未来的走向、未来的价值重心，最终手握开启5G时代的“金钥匙”，掌控移动通信未来，引领5G核心技术，推动形成全球统一5G标准。

（四）人民生活的需要

5G物联网平台对于人们生活的影响将非常广泛，可以说未来物联网将成为互联网在生活中最为直接的体现。从目前物联网众多发展领域来看，对人们生活影响比较大的方向包括智能家居、车联网、智能医疗、智慧教育、智慧城市等，所以这些领域在5G时代将有比较大的发展机会，为经济发展注入活力，为人民生活提高质量。

二、5G的业务需求

随着5G的技术发展和用户需求升级，5G的业务形态已经发生了很大的变化，移动互联网、智能家居、大数据中心等走进百姓的日常生活，广大用户对云业务、人机对话、超高清视频以及物联网的需求日益增加，这些都需要5G来解决。

（一）云业务的需求

随着互联网的普及，用户需要共享大数据，各种数据、图片以及资料需求显著增加，云计算、云业务已经成为互联网最基础的信息构架，不同于以往传统的业务模式，5G将云计算、云业务部署在云端，终端与云端之间存在大量信令交换、海量的数据传输，要求端到端之间必须高速率、低时延运行。

（二）虚拟现实（VR）的需求

VR聚计算机、电子信息及仿真技术于一体，通过计算机模拟合成三维技术，带给人们三维空间的虚拟世界，让人产生环境沉浸感。随着科学技术的不断发展，各领域对VR技术的需求日益旺盛，要求越来越高，网速达到300Mbps以上，端到端时延小于5ms，移动小区吞吐量大于10Gbps。

（三）高清视频的需求

现在各种网络直播盛行，已经形成一种新的业态，高清视频成为人们日常生活的基本需求，这就要求5G为高清视频提供了良好的载体，聚焦超高清回传、多视角、自由视角和视频云服务等方面赋能，保证用户随时随地获得超高速的、端到端的通信速率，在任何地方都可以欣赏到高清视频。

（四）物联网的需求

随着科学技术的发展，工业互联网、人工智能、物联网、车联网等得到广泛的运用，都是通过信息传感设备和约定的协议，将物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能，要求5G必须具备强大的支撑能力，按需完成海量数据连接，保证数据传输高可靠、低时延。

三、5G的运用场景

（一）云计算的运用

5G的发展和商用对云计算的发展极为有利，5G具有超高速率、超大带宽、超低时延的特点，较以往的网络在网速方面有了飞跃式的提升，杜绝网络卡顿的现象，引领万物互联进入智能新时代，而其背后大量的数据就需要有强大的计算和存储能力，而这种能力，改变了整个软件架构，让很多企业开始选择用云、上云，通过云端高度智能化的大数据分析，为企业提供最优的解决方案。

（二）云VR/AR的运用

借助5G高速稳定的网络，VR/AR技术无论是在消费领域还是商业和企业市场当中，都能得到大规模应用，通过云端的显示输出和声音输出等编码压缩后传输到用户的终端设备，实现VR/AR业务渲染上云，带给用户革命性交互方式和全沉浸式体验，彻底颠覆传统人机交互内容的变革性技术。

（三）车辆网的运用

主要是通过5G技术与人工智能相结合，采取机器与机器对话的方式，推动传统汽车产业革命，主要包括远程操控驾驶、组织编队行驶及自动驾驶，通过网络连接的作用和控制，改变传统的娱乐和辅助功能，成为道路交通安全和汽车驾驶革新的关键推动力。自动驾驶、编隊行驶、车辆生命周期维护、传感器数据众包等驱动汽车变革的关键技术，都需要安全、可靠、低延迟和高带宽的连接，只有5G才可以同时满足这样严格的要求。

（四）超高清视频的运用

5G为超高清视频提供良好的载体，其本身具有超大带宽、超低时延的能力，使超高清视频在文教娱乐、安防监控、智能交通、工业制造等方面得到推广应用。随着移动视频业务不断发展，基本形成社交视频和移动实时视频两大主流趋势。随着科学技术的不断发展，超高清视频产业初步形成终端先行、内容供给稳步推进、行业应用初步兴起的良好态势。

（五）物联网的运用

5G在带宽和时延方面达到了前所未有的高度，能够满足物联网应用覆盖面广、高速稳定等基本需求，物联网作为“互联网+”的衍生品，可以实现物与物、人与物之间的交互，将智能家居、车联网、智慧教育、智慧城市更快更好地呈现在我们面前。随着5G的商用及普及，未来将是物联网的时代，5G带来更快的网速，使大规模设备互联、大数据交互成为可能，有力的推动了物联网技术发展。

五、结语

随着5G新需求和新技术的不断出现，它将实现全球化网络的无缝连接，对交通、医疗、建筑、教育等方面产生重大影响，进一步刺激移动互联网的发展和物联网的应用，给人们生活带来前所未有的便利，同时促进社会经济的发展。