5G改变的不仅是网速，还可以改变这些......

回顾整个2019年，5G绝对是热词中的热词。从2018年6月工信部发放4张5G牌照，到2019年11月三大运营商公布5G套餐资费，网络上几乎每天都有关于5G的讨论，感觉5G马上就要来到我们身边，而实际又觉得有些遥远。

对于很多普通人来说，5G就是这样既熟悉又陌生的尴尬存在。和我们用了很多年的4G相对，除了网速更快和套餐资费更贵之外，我们对于5G几乎一无所知。5G的网络速度是4G的10倍以上，在5G网络环境比较好的情况下，1GB的文件1-3秒就能下完。然而，网速更快仅仅是5G最最基础的变革。

还记得爆火的电视剧《长安十二时辰》中遍布长安城中的“望楼”吗？每300步一座的望楼，通过信号板的上图案的变化进行破译，让信息瞬间传遍整个长安城。

无论是“烽火狼烟”还是“望楼传信”，或者是“鸿雁传情”，这些都是传统形式的无线通信、可见光通信。这些通信体系都是给人设计的，所以在距离、信息量传输上不能超出人的生理极限，比如说视距远近。

 

5G之前的所有通信系统都是“以人为中心”来设计的，偶尔会兼顾物，但是5G带来了第一次全面针对物而不是人的通信标准，各项指标都已经远远超越人的极限。5G时代也将是从语言文字到万物互联转变的起始点。

5G到底是什么？5G又会怎样改变我们的生活和这个世界？

 

工信部特聘专家，中国移动、中国联通、中国电信技术指导，IEEE高级会员孙松林教授在《5G时代：经济增长新引擎》一书中，对移动通信发展历程进行了系统分析，让我们重新认识5G以及它将带来的巨大变革。

 

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什么是5G？不只比4G多1G

说到G，很多人首先会想到我们常说的流量单位。但是5G的这个G和流量完全不是一回事。

 

1、2、3、4、5G的G是英文Generation的缩写，翻译过来就是“代”的意思。5G就是指第五代移动通信技术，也是最新一代的蜂窝移动通信技术，也是既也是即4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。

 

相对于之前几代通信技术来说，5G的到来不仅仅提供了超高的网速。5G时代，我们将进入一个智能感应、大数据、智能学习整合起来的万物互联时代。虽然距离5G的完全普及还需要一段时间，但是5G的三大应用场景绝对会让我们进入一个全新的世界。

l  增强移动宽带，网速飞跃式提升

1G打电话；2G发短信；3G刷网页；4G看视频；5G时代，标清的视频还不够，要看就看高清、蓝光的！5G将提供大带宽高速率的移动服务，主要面向3D/超高清视频、AR/VR（增强现实/虚拟现实）、云服务等应用。

l  海量机器类通信，万物互联的未来

5G最主要的价值之一，就是突破了人与人之间的通信，使人与机器、机器与机器之间的通信成为可能。

 

5G技术让大量的物联网应用得以实现，比如电线杆、车位、井盖、门锁、空气净化器、冰箱、电视、洗衣机等等全部接入网络，最终让我们进入万物互联、智慧地球的时代。

 

l  高可靠低时延连接，助力工业互联网

传统的通信中，对于反应时间的要求是相对较低的，但是无人驾驶、工业机器人、智能生产线，却需要高可靠和低时延的通信技术。

 

5G带来的超高可靠低时延通信场景，用以满足面向远程医疗、工业设备、车辆等物体的通信需求。以前4G网络时延最好只做到20毫秒，在5G场景下，传输的控制面时延只有1毫秒， 超越了人的触觉极限；同时，可以支持每小时500千米的高速移动环境下通信。

5G在各行各业的深度融合应用，将创造数字经济的新价值体系，催生出更多需求，孕育出更多新产品和新服务，创造新业态和新模式。根据中国信息通信研究院测算，预计5G在2020—2025年将拉动中国数字经济增长15.2万亿元。5G的商用将成为中国经济增长的新引擎。

 

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AR/VR，让科幻照进现实

2018年，著名导演斯皮尔伯格的神作《头号玩家》，向我们展示了一个未来科技生活的图景，每个人佩戴“绿洲”游戏传感器，就可以完全生活在线上游戏世界，在游戏世界里梦想也触手可及。酷炫的画面、脑洞大开的剧情、充满青春回忆的上百个彩蛋，都让这部电影获得超高票房的同时也获得了观众一致好评。

 

在人们热议的众多5G杀手级业务中，当下最被看好的是 AR/VR（增强现实/虚拟现实）。

 

虚拟现实VR这个概念最早出现于1949年美国科幻小说家斯坦利·温鲍姆（Stanley G. Weinbaum）的作品《皮格马利翁的眼镜》（Pygmalion’sSpectacles），书中描述了一个基于头显的虚拟现实系统，并且融合了嗅觉和视觉的体验。而最早的虚拟现实设备是计算机科学家伊凡·苏泽兰（Ivan Sutherland）在 1968 年开发的虚拟现实头戴显示器设备：“达摩克利斯之剑”。

 

5G技术让智能的万物能够互联，实现了大规模机器间的相互通信，与VR／AR／MR多种模式进行融合，带来不同领域的新体验，比如VR直播、VR／AR电竞、AR医疗以及更多的混合MR类型。

 

之前人们对于AR/VR的体验一般都是基于离线内容的，在相对受限的物理空间内体验别样的虚拟世界。但“5G急先锋”韩国，在大型体育赛事、演出活动、明星活动中，引入了AR技术；海量的生产VR内容，同时借助5G营销中对AR/VR流量和终端设备的优惠，极大的提升了业务普及率和用户认知程度。

2019 年 4月，韩国推进了 5G商用，运营商纷纷推出 VR 业务。其中 LG U+ 提供的 U+AR 主打360 度观看明星偶像，并可以通过AR 的方式与明星偶像合影，提供的 U+VR 主打独家视频、游戏、电影和表演；SKT 提供 5GX VR，主打明星偶像、教育（VR 英语等）、活动课程（VR 健身课程等）、电影、文化（VR旅游、VR 名画等）、直播（棒球赛 VR 直播）、游戏等。在 2019年 6月的统计数据中，25%的 5G流量来自 AR/VR；而在4G流量中，这个比例仅为2%。

 

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超高清视频，极致影音新体验

超高清视频是继视频数字化、高清化之后的新一轮重大技术革新，国际电信联盟发布的“超高清UHD Ultra HD”（UltraHigh- Definition）标准建议，将屏幕的物理分辨率达到3840×2160 及以上的显示称为超高清，目前主要有两种：“4K 分辨率”（3840×2160 像素）和“8K 分辨率”（7680×4320 像素）。一帧8K 分辨率图像大约有3300 万个像素点，是4K 图像的4 倍。在65 英寸的电视上， 肉眼几乎感觉不到颗粒感。

 

但是，超高清源视频容量是巨大的，18分钟的未压缩视频达3.5TB，不得不依靠强大的视频编码技术确保可以实时传输和存储。5G的到来，让超高清视频传输成为可能。

2019年5月30日，英国最大电信运营商EE在华为的助力下，推出了5G商用网络，BBC进行了现场5G电视直播。61岁的BBC科技记者洛瑞在现场报道时，双手的细微颤动被清晰地记录下来，从而被粉丝们询问，洛瑞承认自己患有帕金森综合征。超高分辨率带来了意想不到的效果。

 

还有著名导演李安的新作《双子杀手》，采用了每秒120帧4K的超高清摄影技术，可以说在电影技术上推动了一场革命。精良的画质让观众有一种身处电影中的超真实临场感，甚至会觉得“这根本不再是一部电影！”5G时代的超高速传输技术，让这种高质量的电影不再局限于影院中，而是可以走进每个家庭。

超高清视频不仅仅只有超高分辨率，还有高帧率，还有广色域，还有高动态范围。这些逼近甚至超越人类视觉极限的指标，在让我们更加真实地感受到这个世界的同时，开启了更多的话题。

 

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云服务，重新定义移动应用

对于“云”这个概念我们应该不陌生，很多巨头企业都提供各种云服务。包括微软、百度、阿里、华为等企业，都在云服务领域有很深的积淀。据中国信息通信研究院调查统计，阿里云、天翼云、腾讯云占据公有云IaaS市场份额前三位，阿里云、腾讯云、百度云位于公有云PaaS市场份额前三位；用友、金蝶、畅捷通位居公有云综合SaaS能力前三位。

5G+云计算始终被认为是5G中最具潜力的应用之一，超高速、大带宽的5G 网络下载速度可能达到数百兆，甚至超过了机械硬盘的读写速度。所以今后无论我们是看图片、刷视频、玩游戏、用APP，都可以不再使用“下载”或“安装”的步骤，而是直接在云端点击使用。

不得不重点提到的就是5G在云游戏当中的应用。在一些游戏领域， 比如即时战略游戏（RTS）、角色扮演游戏（RPG）会有很大的商业价值。

 

在技术上，5G 是有潜力把网络时延降低到 WiFi+有线网络以下的，网络下载速度和网络时延是游戏两个重要的指标。云游戏的主要目的是减轻本地计算力和对设备的要求。这在移动设备上意味着能降低功耗，降低 CPU（中央处理器） 和GPU（图形处理器）需求。如果云游戏能够商用，它能带来两个改变：

• 能够在移动设备上玩到计算力需求较高的游戏。

• 能够降低手机功耗，比如即使玩 3A 级游戏依然能够“充电4 分钟，使用 10 小时”。

这是两个非常明显的优势。现在《王者荣耀》之类的游戏， 仍旧需要手机本身进行运算，传输游戏内的数据包到服务器。云游戏的愿景是手机端只需要处理视频，其他计算都交给云端，这会显著降低游戏功耗并提高续航时间。在这种情况下，不论是在手机上玩 3A 大作（顶级水平的游戏）还是简单的小游戏，都会有更好的续航能力，也可以得到更多原本受制于“怕手机没电”的用户时间。

在玩游戏的过程中，好的游戏体验往往非常重要。对于在线手游而言，网络时延是影响游戏体验和手感的最大因素。为解决游戏时延问题，一方面需加快进行 5G 网络建设，另一方面则需通过增设云计算中心，缩短服务器与终端间的信号传输距离，正如现阶段 Steam（游戏平台）上增加不同地区的下载 / 游戏服务器的做法。随着 5G 网络时延的降低和速率的提升，未来的趋势是游戏存储在云端，用户完全通过网络连接获取游戏数据，不再需要下载安装到手机占用内存。

 

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万物互联，智慧城市成为可能

“物联网”这个词于1998年由麻省理工学院提出。虽然现在和当时是一模一样的拼写：Internet ofThings，但含义却完全不同了。

 

万物智联是 5G 提出的美好愿景，也是物联网要实现的目标。

 

2008年，美国政府将 IBM 公司的“智慧地球”作为了国家战略。随后，2009年6月，欧盟提出了物联网行动计划；2009年8月中国提出了“感知中国”战略；日本提出了i–Japan 国家战略。诸多国家和地区纷纷推出了自己的物联网战略，一时间，全球刮起了物联网热潮。

从 2017年开始，业界开始提出了AIoT的概念，指出IoT+AI是发展趋势，对于 AIoT，小米的口号是：All in IoT，而旷视科技则是AI involve 的IoT产业。诸多厂家的全力跟进，表明行业内对于人工智能在IoT产业中的作用抱有非常大的期望。

 

2009年，IBM 提出“智慧地球”的概念时，提出建设“智慧城市”，并概括出了“3I”特征：

• Instrumented（感知化）：通过监控摄像机、传感器、RFID等设备打造“更透彻的感知”。

• Interconnected（互联化）：通过宽带、无线和移动通信网络连接形成“更全面的互联”。

• Intelligent（智能化）：通过高速分析工具和集成 IT 平台实现“更深入的智能”。

 

5G时代，人类将进入一个移动互联、智能感应、大数据、智能学习整合起来的智能互联网时代。5G作为一张公共网络，会被切分成多个切片，在智能交通、智能家居、智能健康管理、工业互联网、智慧农业、智慧物流、社会服务等多个领域进行应用。不仅让人们的生活更加方便，也更能提升社会管理能力。

想象一下，未来你可以凭借一步手机远程控制家里的任何电器，在家里可以通过语音助手实现所有物品的定位和调用，到超市买东西也不需要排队结算，商品信息通过芯片传输给中央处理系统就可以自动结算。5G让万物互联的智慧城市成为可能。

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无人驾驶和智能交通

车辆安全类应用在时延方面要求最高，现在的车辆防撞第一决策信息来自车载雷达，但是如果涉及局部场景（比如一条公路）上的多车联合决策，这时候一个低时延的边缘计算节点（比如某个基站）就非常有必要。

 

在4G时代，过长的延时，会让无人驾驶的汽车和飞机在遇到突发情况时，可能来不及反应而酿成事故，这一担心，在5G时代将无限减少。5G带来的超高可靠低时延通信场景，用以满足面向远程医疗、工业设备、车辆等物体的通信需求。以前4G网络时延最好只做到20毫秒，在5G场景下，传输的控制面时延只有1毫秒。

 

5G网络提供的高可靠、高带宽、低时延的通信特性，在环境感知、数据学习、判决决策、快速反应、路线优化等方面，为车联网应用的落地提供更有力的技术支撑。

如果涉及 V2I 决策优化（比如车辆–信号等控制联合优化、车辆拥堵场景分析、区域内高精度地图加载、调度、突发局域事件预警、卡车透视场景优化），这时候一个边缘计算节点也比单车决策或者是中心的决策节点更加有效，时延更低。

自动驾驶将为建筑设计带来变化，例如大量的社区设计将不再需要车库和停车位。而未来将大量增加的电动车也会给基础设施带来巨大变化。第一个变化是加油站将会减少，取而代之的是快速充电站。第二个变化是维修体系，由于汽车数量的减少，车辆检修和维护将更多由楚星公司负责，车辆维护将更加程序化和集中化。

随着出行环境平台的广泛采用，公共和私人出行范式的界限会变得更模糊。以前在共享和个人交通方式之间清晰的（功能和社会）划分将不复存在。“你的”无人驾驶汽车可以先载你上班，然后再送别人去上学，而不是整天停在车位上无所事事。一辆车将从以前每天使用一小时到 24 小时连轴转，因为共享使用它的不仅有核心家庭，还有社交网络中的朋友、邻居乃至整个城市的人。

 

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5G让人工智能无处不在

早在1950年，还是大四学生的马文·明斯基（Marvin Minsky）与他的同学邓恩·埃德蒙（Dunne Edmund）共同建造了第一台神经网络计算机。同年，“计算机之父”阿兰·图灵提出了通过图灵测试判别机器是否具备智能的设想。自1956年达特茅斯会议首次提出人工智能概念后，人工智能技术正式成为一门学科。

万物皆计算是计算机时代的基本规则，而人工智能正是对此规则的典型诠释。目前，人工智能与安防、金融、交通、教育、医疗等领域融合逐渐加深，应用场景逐渐趋于广泛。深度学习、语音识别、人脸识别等技术往往基于云端服务器进行数据训练与推理。随着5G网络的建设，云端与手机终端的时延逐渐缩短，数据速率增大，将使得用户体验随之极大提升。

同时，手机性能的提升，可使一部分运算需求较小的应用通过手机终端完成，进一步灵活化应用场景，还可以保护数据隐私。作为基础信息设施的5G，将会带来海量的大数据和高速的信息传输，这些数据和信息为智能处理带来了更多的素材，也提供了更多的机会。

在医疗领域，语音识别、图像识别、深度学习技术已经和医疗行业快速融合，在辅助诊疗、医学影像、药品研发、数字健康、疾病监测等多领域进行应用。AI在医疗领域的应用，意味着全世界的人都能得到更为普惠的医疗救助，获得更好的诊断、更安全的微创手术、更短的等待时间和更低的感染率，并且还能提高每个人的长期存活率。

 

如果说4G改变生活，那么5G改变的就是整个社会。5G时代，人类将进入一个移动互联、智能感应、大数据、智能学习整合起来的智能互联网时代。5G作为一张公共网络，会被切分成多个切片，在智能交通、智能家居、智能健康管理、工业互联网、智慧农业、智慧物流、社会服务等多个领域进行应用。不仅让人们的生活更加方便，也更能提升社会管理能力。

 

5G的价值，不仅仅是更快的速度，还有低功耗、低时延、万物互联，这些能力让网络的功能大大延伸。随着5G时代的到来，这个世界将变得不再一样。

书名：《5G时代：经济增长新引擎》

定价：69.00

作者：孙松林

出版时间：2019年12月

 

内容简介：

2017年和2018年《政府工作报告》指出，中国要加快5G技术的研发与转化，推动相关产业的发展。5G带来的机遇，更是被视为经济增长的新引擎。2019年以来，与5G相关的政策研究、技术发展预测、商业场景应用，出现井喷式现象，新华网、人民日报等主流媒体论断，中国进入5G时代。

《5G时代：经济增长新引擎》作者孙松林教授，基于对通信行业二十多年的研究与思考，对国家相关政策的长期跟踪与分析，从技术创新、产业链重构、融合应用等维度，对5G在做大、做强产业、推动经济增长方面的支撑作用进行了深入解读，对关键信息给出了独到而准确的阐述。本书获得工程院院士、工信部专家等一致推荐与好评。

作者简介：

孙松林

² 北京邮电大学信息与通信工程学院多媒体教研中心主任，教授，博士生导师；

² 中国电信、中国移动、中国联通技术指导专家；

² IEEE高级会员、中国计算机学会CCF高级会员、ACM会员、IEICE会员；

² 常年受邀在工信部、国家知识产权局、航天科技集团、中国电子科技集团等部委和企业集团做相关讲座。

主要研究方向为智能信号处理、视频编码与通信。在移动互联网安全技术国家工程实验室、可信分布式计算与服务教育部重点实验室从事科研工作。现任国家自然科学基金评审专家、教育部学位与研究生教育发展中心评审专家、北京航天飞行控制中心评审委员会专家。曾连续获得2014年、2015年中国产学研合作创新成果奖。

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