聽！5G花開的聲音

文/高亢　郭宇靖　劉碩　杜峰

聽！5G花開的聲音

文/高亢郭宇靖劉碩杜峰

眼睛一閉一睜，一部超高清電影就已下載完畢；清晨臥室的燈和空調自動開啟；起床后，洗臉水可自動調至適中的溫度，數碼牙刷可以記錄并上傳使用者牙齒以及口腔的實時數據；戴上眼鏡，通過眼鏡片上的虛擬現實顯示，可以向身旁的人揮手說早安……這就是5G時代賦予人類新的“魔力”——萬物互聯。在近日舉行的第一屆全球5G大會上，我國5G推進組發布了《5G網絡架構設計》白皮書，這體現了我國5G網絡技術研究的最新成果，也意味著我國從5G概念的研究已經進入實質推進階段——5G時代真的要來了。

5G是英文“第五代”的縮寫。在移動通信領域，第一代是模擬技術；第二代實現了數字化語音通信；第三代是人們熟知的3G技術，以多媒體通信為特征；第四代是正在鋪開的4G技術，其通信速率大大提高，標志著進入無線寬帶時代。

5G技術目前尚無明確定義，但業界認為5G并不是單一或全新的無線接入技術，而是多種新型無線接入技術和現有無線技術優化集成后解決方案的總稱。

5G的特征是傳輸速度更快，如現在用4G網絡要數十分鐘才能下載的一部高清視頻，到5G時代可能只需數秒就能下載完。這將為建立“超聯通社會”奠定基石，目前尚處雛形中的物聯網、智能城市等概念將借助前所未有的高速無線傳輸技術變得觸手可及，智能手機在大眾日常生活中也將發揮更為重要的作用。

5G就要來了，將改變什么？

曾經，移動電話和短信的出現讓人興奮不已，在地鐵或公交車里掏出彩屏手機玩游戲會被投以羨慕的眼光。雖然4G網絡日益普及，但用流量看視頻的仍是“土豪”，而在5G時代，眼睛一閉一睜，一部超高清電影就已下載完畢……除了網速快之外，它還將賦予人類新的“魔力”。

新型的5G“多址技術”可以將移動網絡接入數量提高近百倍。目前我們的4G僅可以連接手機等少量設備，而5G網絡除了手機以外，還可以連接近百件設備，大到一輛車，小到一根針。

在5G物聯網內，人們就有了“千里眼”和“順風耳”，通過掌握物品的狀態、情況和數據，從而更好地管理和操控它們。比如，小明出差忘帶了一個文件，可以立刻通過網絡控制家庭監控設備找到文件，操控智能機器人掃描并傳輸給他，“隔空取物”輕松又便捷。

用中國移動研究院副院長黃宇紅的話說，就是“‘信息隨心至，萬物觸手及’離我們已經很近了?！?/p>

近期各大車展中，自動駕駛汽車頻頻亮相。未來，汽車變成大“手機”接入網絡，互不干擾自動行駛，優化道路交通，解放駕車的碎片化時間。在車內開視頻會議、玩游戲娛樂皆可實現。目前，不少汽車廠商已推出實驗車型，只待5G網絡鋪開。

同樣，智能化生活方式已慢慢進入尋常百姓家。智能雨傘、水杯、餐具甚至智能女性衛生棉條已陸續面世。

萬物互聯使得“手機”的概念逐漸淡化。未來以手機為代表的智能終端將呈現融合化、微型化和多元化發展趨勢，移動智能終端的功能將與眼鏡、手表等穿戴設備融合。

5G時代何時到來？

首屆全球5G大會由中國人召集并選擇在北京召開，這似乎說明中國的自主創新技術已經有機會與業界翹楚們平起平坐。

“通過3G和4G時代的艱苦奮斗，產業和技術的提升為5G布局打下堅實的基礎，我國從以往被動接受技術變為開始輸出技術，逐漸發展成為全球5G技術、標準、產業和應用服務的領先國家之一?！盩D產業聯盟秘書長楊驊透露，中國移動、華為、大唐、中興等中國企業對5G研發的投入由來已久，并走在世界前列。

取得這樣的成果，源于國家層面的高位推動。工信部通信發展司司長聞庫表示，為了把握5G的發展機遇，工信部、國家發展改革委、科技部于2013年就聯合推動成立了5G推進組，全面推進中國5G需求、技術、頻譜、標準等研究工作。

不僅如此，今年2月，國際電信聯盟啟動了5G技術評估，36歲的中國大唐集團彭瑩當選為5G技術評估組主席，成為評估和決定未來5G國際技術標準的關鍵人物之一。她的當選，使中國5G技術標準的預研工作向前邁進了一大步，并正在逐步得到世界的認可。

預計2018年首個5G技術標準將誕生。2020年我國將實現5G商用。我們已經聽到5G的腳步聲。

我們為什么需要5G

在4G技術剛剛普及的今天，包括三星、愛立信、諾基亞、華為和中興等國內外企業，都已在5G技術研發上積極跟進。據三星公司介紹，4G技術更多的是為了提升移動寬帶傳輸峰值速率和頻譜效率，目標峰值速率是1Gb?ps；而5G會在移動寬帶峰值速率上有大幅度增強，要達到20Gbps?！案鼮橹匾氖?，5G是對海量連接和低時延高可靠應用兩個新應用場景的性能進行提升?！比侨驁绦懈笨偛?、三星電子中國產品戰略及研發總裁王彤說。

現在，移動通信還是以人和人之間的通信為主。隨著個人所攜帶的個人設備如智能手機、平板、PC、智能手表、VR等可穿戴設備的增加，這些設備之間，這些設備與家庭物品、社區物品如公共交通和物流工具等，將來都有望實現連接。這樣移動通信網絡需要接入的連接數將是非常巨大的，對于傳統的網絡來講，這無疑是一個巨大挑戰，需要一些革新性的技術來實現海量連接。

在即將進入可以將一切連接起來的時代的今天，為了保障個人信息與財產安全，防御各種犯罪和恐怖活動，需要更高層次的安全措施。否則不僅會造成個人隱私泄露、金融財產損失，而且還可能威脅到自動駕駛汽車、遠程控制等相關人員的生命安全。這些如遠程醫療、車聯網、智能工業控制等應用，由于它們的特殊性，需要非?？煽康男畔鬏斠约胺浅５偷膫鬏敃r延，這些應用是傳統的4G系統無法滿足的，將會依賴于5G系統進行低時延、高可靠的數據傳輸。

中興通訊CTO徐慧俊表示，經?？吹竭@樣的新聞，由于交通堵塞，急救車沒能及時將病人送到醫院。那么，怎么才能避免這樣的事情出現呢？中興通訊正嘗試通過無線通信、云計算、物聯網、車聯網、大數據和人工智能等技術，實現跨行業、跨區域的交通數據和業務的互聯互通，甚至對實時路況進行主動分析。把車與車之間、車與路之間，乃至更多的道路信息連起來，彼此分析各自的狀態，比如每輛車在哪里、以多快的速度在行駛、目的地是哪里、路上有沒有積水、前方有沒有紅燈等，然后得出最佳行駛方案，提供給駕駛員，甚至實現安全無人駕駛?！岸@些，都需要5G技術的支撐，因為我們需要盡可能多的感知和盡可能快的交互?！毙旎劭≌f。

有哪些技術取得新進展

當前，5G已經成為國內外通信設備巨頭們加緊搶占的一塊科技高地?！笆濉币巹澗V要中，明確提出要加快信息網絡新技術開發應用，積極推進第五代移動通信和超寬帶關鍵技術研究，啟動5G商用。

作為全球最大的移動通信運營商，中國移動從2012年就啟動了5G的相關工作，制訂了面向2020年的5G研發、規劃、候選頻率、關鍵技術研究和試驗驗證等一系列工作。中國移動副總裁沙躍家表示，在未來萬物互聯的時代，5G將縱向融合各個領域，如智能制造、遠程醫療、智慧交通等。從這個角度來看，5G不是封閉系統，而是開放的生態系統。為此，中國移動在2016世界移動通信大會上成立了5G聯合創新實驗室。沙躍家預計全球第一個5G網絡很有可能會在亞洲出現。

在今年2月份的2016世界移動通信大會上，中興通訊獲得了“最佳移動技術突破獎”和“CTO推薦獎”兩項大獎。其大規模天線陣列、超密集網絡、多用戶共享接入、高頻通訊和云感知軟網絡等技術，被評委們稱為“移動寬帶演進上的顛覆性創新”。特別是中興創新的軟空口技術，使得運營商具有了從4G到5G的平滑升級能力，可以利用已具備商用條件的部分5G技術，為4G用戶提供接近5G的接入體驗。有關專家指出，這可以將運營商的5G商用時間提前4年甚至更久，而且在未來網絡升級時，設備還可以接著用。按照中興通訊的計劃，2016年就有可能在全球規模部署數張試商用網絡。

在5G標準化工作方面，三星加入了3GPP和ITU等全球標準化組織，也在積極推動與政府（如中國的IMT2020推進組、韓國千兆項目、歐洲5G-PPP）及各種領先研究機構之間的合作。三星電子目前已擁有一系列5G核心技術的創新成果，包括先進的5G毫米波通信技術平臺和多連接解決方案?！白鳛闉閿挡欢嗟哪軌蛱峁?G端到端解決方案的企業，三星希望能夠對未來中國的5G，在網絡、終端以及芯片方面都作出積極的產業化貢獻?！比侨驁绦懈笨偛猛跬f。

在5G時代，萬物互聯將會變為現實，所有家用電器、健康監測終端、智能終端等都會實現互聯，并引發如醫療、汽車、工業、交通等行業的變革。在5G時代，1km2內甚至可以同時有100萬個網絡連接，屆時人們將會通過無線享用超高清視頻、快捷的云服務、遠程醫療檢查和治療、智能駕駛和無人駕駛等。在工業領域，依托5G高可靠、低時延的信息傳輸，智能制造將成為可能。

5G標準劍指何方？

隨著4G的成熟，加速發展5G已成國際社會的共識。第一屆全球5G大會（The1stGlobal5GEvent）日前落下帷幕，這次由中歐美日韓5G推進組織首次跨區域合作召開的大會，第一站選擇在北京舉行，意味著在5G時代，中國將會扮演極為重要的角色。在本次大會上，我國的I.T-2020（5G）推進組發布了《5G網絡架構設計》白皮書，從系統設計和組網設計兩個角度深入分析，提出了新型5G網絡架構的設計方案。中國強勢介入制定5G全球統一標準，從通信技術3G、4G時代的跟隨者成為5G時代的引領者，有望帶動信息產業新一輪技術升級。

5G標準制定卡位戰打響

不同于4G及其以前的通訊技術，5G時代有望形成全球統一的標準，技術、標準將掌握真正的話語權。在這場全球頻譜標準制定的角逐中，中國正在謀求主導權，國內運營商、設備商等都在加快5G研發布局，與國際廠商進程相當。

在5月31日召開的“第一屆全球5G大會”上，中國移動通信研究院首席科學家易芝玲博士表示，2017年底，中國移動將會擁有窄帶物聯網的部署。易博士透露，中國移動已經基本上完成了第一階段關鍵技術的測試；現在開始第二階段系統概念的測試；2018年中國移動的5G研究會進入第三階段，2020年將實現5G商用。

中國聯通近日也與華為在國內開展了5G實驗室以及外場聯合測試，對5G的頻譜及組網進行了技術驗證，重點關注3.5G頻段Massive MIMO技術的組網及性能評估。中國聯通與華為的5G聯合測試成功，進一步加強了雙方在5G領域的開放合作、聯合創新，也將有力推動5G產業發展。目前，華為已完成中國5G技術研發試驗第一階段無線測試，2016年6月份將啟動第二階段連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接等場景的5G基站性能測試。

除了華為，中興通訊也在卡位5G標準，加快推動5G產業鏈成熟。2016年5月，中興通訊全面參與了IMT-2020（5G）推進組的大規模5G系統試驗，當月即完成第一階段單點技術驗證，也是首家完成高頻測試的企業。在“第一屆全球5G大會”上，中興通訊首席科學家向際鷹首次提出了新型多址和波形技術，包括MUSA（多用戶共享接入）、FB-OFDM（子載波濾波OFDM）、UAI（統一空口）、Massive MIMO等技術，這些都是中興通訊在5G領域的標簽技術。

目前，中興通訊還與中國移動、德電T-Mobile、日本軟銀、韓國KT和馬來西亞U Mobile等運營商簽訂了5G戰略合作協議。

我國在5G起步階段獲得先機

4G方興未艾，5G腳步漸近，多重利好政策讓中國在5G起步階段部署上獲得先機。

5G搶先機，政府要更積極，中國從政府到企業都在積極參與規則的制定?！吨袊圃?025》對全面突破5G技術做出了部署和安排；國務院發布的《“十三五”規劃綱要》中明確提出，要積極推進5G發展，在2020年啟動5G商用。5G推進方面，在中國863計劃和國家科技重大專項對5G的支持下，中國從2014年開始，相繼完成了總體的技術、網絡架構、頻譜等研究。2013年2月，工信部、發改委和科技部共同支持產業界成立了IMT-2020（5G）推進組，協同開展5G研發和國際合作。今年1月，由國內外企業參加的中國5G技術研發試驗正式啟動，這是我國首次與國際標準組織同步啟動對新一代移動通信技術測試和驗證，將有力推動5G標準形成和完善。目前，我國IMT-2020 5G推進組組織的“中國5G技術研發試驗”正在有序開展，將在3.4GHz-3.6GHz頻段進行5G試驗。

一個國家要想在5G時代領先，需要先進技術的積累。3G、4G時代的積累為我國5G的發展做了鋪墊。據悉，早在2007年底，由大唐電信和中國移動等中國企業提出，聯合了20多家國際企業提交的TD-LTE標準，就在國際標準組織3GPP中正式被確定為唯一的LTE-TDD標準。此外，華為、中興等通信企業也積累了大量的專利，讓中國在5G技術領域有了足夠的儲備。

而中國在4G上的發展速度、用戶基數、信息應用產業鏈培育等為5G的快速推進奠定了基礎。工信部部長苗圩在參加第一屆全球5G大會時表示，中國目前已經建成了全球最大的4G網絡，基站的規模數超過了200萬個，用戶數更是突破了5億，截至2015年底，中國已經擁有了6.88億網民，網民的普及率達到了50.3%，全年移動互聯網接入的流量超過了400萬T，同比增長了103%。中國通信領域企業的快速崛起，巨大的用戶規模和得天獨厚的市場優勢，讓中國在5G時代將扮演更為重要的角色。

5G時代我國信息產業彎道超車迎良機

TD產業聯盟秘書長楊驊表示，“通過3G和4G時代的艱苦奮斗，產業和技術的提升為5G布局打下堅實的基礎，我國從以往被動接受技術變為開始輸出技術，逐漸發展成為全球5G技術、標準、產業和應用服務的領先國家之一?！?020年，我國將實現5G商用，這將為信息產業的彎道超車帶來良機。機構認為，5G移動通信技術未來將廣泛應用于車聯網、智慧城市、移動云、物聯網和新一代娛樂（虛擬/增強現實、真實3D、全息）等新興產業。

相較于3G到4G網速的進步，5G已經不能用簡單的技術升級概念來概括。5G網絡速度到底有多快？根據目前實驗室階段的數據，應用5G網絡，每秒下載1GB的文件不成問題，一部高清藍光電影可能只需4s即可下載完成。5G網絡速度、覆蓋能力的升級對于信息消費、消費電子終端產品、信息應用等都將帶來顛覆性影響，能夠滿足消費者對虛擬現實（VR）、超高清視頻等更高的網絡體驗需求。

超高速網絡普及升級帶動多個新興產業的發展，其中，包括虛擬現實、視頻直播、4K超高清等在內的泛娛樂視頻產業發展迅猛。日前，中興通訊展示了自己獨創的Pre5G Massive MIMO解決方案，它能將部分5G關鍵技術應用于4G商用網絡，能將20M帶寬的潛能發揮到極致，提升現有網絡頻率，同時兼容現有終端，成為高清視頻和移動VR的最佳承載，有望引領互聯網企業創新升級。

除了網速快之外，5G還將實現萬物互聯。業界認為，未來物聯網會有非常大的轉變，汽車、電腦等家庭終端都將成為5G的載體，并實現工業、交通等行業的變革。人們將會通過無線享用超高清視頻、快捷的云服務，實現所有家用電器、健康監測終端、智能終端的萬物互聯。目前更多停留在概念階段的技術，如虛擬現實、無人駕駛、機器人手術等，有望真正應用到生活中。5G網絡將為我國多個行業轉型提供機遇，并有望實現信息產業的彎道超車。

5G商用何時到來？

隨著“2020年5G網絡正式商用”的預期漸強，行業內眾多企業均開始加速在5G領域的布局。目前三大運營商均已制定了2020年啟動5G網絡商用的計劃，最快將于明年展開試驗網絡的建設和相關測試。如果前期工作進展順利，三大運營商將有可能在2018年開始投入5G網絡建設，到2020年正式啟動商用。

業內普遍預計到2020年，包括中國、美國、日本、歐洲在內的眾多國家將正式啟動商用5G網絡。在這一預期下，包括電信運營商、電信設備制造商和手機芯片制造商在內的行業企業均開始加速在5G領域的布局。

業內普遍認為，5G網絡一旦正式商用，將有望撬動規模達萬億元的物聯網產業。多個市場機構表示，車聯網、大數據、云計算、智能家居和無人機等典型的物聯網細分行業在技術和應用層面已相當成熟，但現有4G網絡的通訊能力大大限制了上述產業的發展。隨著5G的正式商用，網絡問題將迎刃而解，上述產業將迎來快速發展期，人工智能、智能制造等產業也將隨之崛起。

2G時代，我們幾乎都是在跟隨，無論市場產品還是技術標準全都被國外壟斷；3G時代，我們雖有起色，但因為基礎薄弱，緊追慢趕還是比先進國家落后了一大截；從4G開始，我們“另起爐灶”，依靠自主創新和經濟實力，當西方人沉浸在發明4G的喜悅中時，卻發現中國人幾乎同時推出自己的4G，并成為國際兩大移動通信標準之一，躋身標準制定者行列。為迎接即將到來的5G時代，我國的第13個五年規劃明確提出，要積極地推進5G的發展。2020年提供5G的商用。而“中國制造2025”就是對全面突破5G的技術作出的最周密部署和期待。

（文章源自高新網）