第五代移动通信——5G

   

目录

一、网络的发展历史

二、5G的技术指标

三、5G网络的传输方法

四、5G网络对于各个领域的提升

总结

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第五代移动通信，俗称5G，G是generation英文的缩写，翻译过来就是“代”的意思。移动通讯技术有着十年一代的演化规律，1980年代的1G到2020年的5G，目前已经更新了足足51年之久，每代都更新了一项之前所不能想象的功能。

一、网络的发展历史

1980年代的1G——1990年代的2G——2000年代的3G——2010年代的4G——2020年代的5G。

    移动通信延续着每十年一代技术的发展规律，已历经1G、2G、3G、4G的发展。每一次代际跃迁，每一次技术进步，都极大地促进了产业升级和经济社会发展。从1G到2G，实现了模拟通信到数字通信的过渡，移动通信走进了千家万户；从2G到3G、4G，实现了语音业务到数据业务的转变，传输速率成百倍提升，促进了移动互联网应用的普及和繁荣。当前，移动网络已融入社会生活的方方面面，深刻改变了人们的沟通、交流乃至整个生活方式。4G网络造就了非常辉煌的互联网经济，解决了人与人随时随地通信的问题，随着移动互联网快速发展，新服务、新业务不断涌现，移动数据业务流量爆炸式增长，4G移动通信系统难以满足未来移动数据流量暴涨的需求，急需研发下一代移动通信（5G）系统。

5G作为一种新型移动通信网络，不仅要解决人与人通信，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频等更加身临其境的极致业务体验，更要解决人与物、物与物通信问题，满足移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等物联网应用需求。最终，5G将渗透到经济社会的各行业各领域，成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。

二、5G的技术指标

相对于4G，5G技术指标提高了跟多。

流量密度：每平方公里4G可以支持0.1T的流量单位。5G可以每平方公里存在10T的流量单位，相对于4G，5G流量密度提升了100倍

时延：4G的时延，也就是点击链接之后网络给的返回值时间是 10ms 的时间，5G的话，点了之后只需要1ms的时间就可以给你返回值。5G用的时间只是4G的十分之一毫秒。

链接密度：4G的话，每平方公里可以支持链接10W台机器。5G可以支持100W台机器，连接数量是4G的十倍。

移动性：4G每小时信息传输距离是350Km。5G的每小时信息传输距离是500Km。

能效性：5G能量数据转换的效率是4G的100倍左右。

用户速度：用户用网络的时候4G理论上是10M/s，5G理论上是0.1-1G之间。信号正常情况下，4G速度小于等于10M，5G大于等于0.1G小于等于1G。

频谱效率：5G的频谱效率是4G的3倍以上。

由以上7点可以看到，5G相对于4G有不少的提升。

三、5G网络的传输方法

相对于4G的单基站信号塔方式，5G改为了多个小基站的方式，这样可以相对降低展筑物植物等对信号波的折射损耗造成的信号差的事情

 单个基站，很容易发生基站附近信号强度饱和，边缘附近信号差的要死。小基站则是吧这个短处去掉了，会自动识别哪一个小基站信号强度最好，优先连接哪一个，这样大大提升了信号的速度，提升了用户的体验性。

四、5G网络对于各个领域的提升

伴随着5G网络的低时延、高速度，不少领域都得到了大大的提升：

1.工业领域：5G在工业领域的应用涵盖研发设计、生产制造、运营管理及产品服务4个大的工业环节，主要包括16类应用场景，分别为：AR/VR研发实验协同、AR/VR远程协同设计、远程控制、AR辅助装配、机器视觉、AGV物流、自动驾驶、超高清视频、设备感知、物料信息采集、环境信息采集、AR产品需求导入、远程售后、产品状态监测、设备预测性维护、AR/VR远程培训等。当前，机器视觉、AGV物流、超高清视频等场景已取得了规模化复制的效果，实现“机器换人”，大幅降低人工成本，有效提高产品检测准确率，达到了生产效率提升的目的。未来远程控制、设备预测性维护等场景预计将会产生较高的商业价值，5G在工业领域丰富的融合应用场景将为工业体系变革带来极大潜力，使能工业智能化发展。

2.医疗领域：5G通过赋能现有智慧医疗服务体系，提升远程医疗、应急救护等服务能力和管理效率，并催生5G+远程超声检查、重症监护等新型应用场景。

5G+超高清远程会诊、远程影像诊断、移动医护等应用, 在现有智慧医疗服务体系上，叠加5G网络能力，极大提升远程会诊、医学影像、电子病历等数据传输速度和服务保障能力。在抗击新冠肺炎疫情期间，解放军总医院联合相关单位快速搭建5G远程医疗系统，提供远程超高清视频多学科会诊、远程阅片、床旁远程会诊、远程查房等应用，支援湖北新冠肺炎危重症患者救治，有效缓解抗疫一线医疗资源紧缺问题。

5G+应急救护等应用，在急救人员、救护车、应急指挥中心、医院之间快速构建5G应急救援网络，在救护车接到患者的第一时间，将病患体征数据、病情图像、急症病情记录等以毫秒级速度、无损实时传输到医院，帮助院内医生做出正确指导并提前制定抢救方案，实现患者“上车即入院”的愿景。

5G+远程手术、重症监护等治疗类应用，由于其容错率极低，并涉及医疗质量、患者安全、社会伦理等复杂问题，其技术应用的安全性、可靠性需进一步研究和验证，预计短期内难以在医疗领域实际应用。

3.汽车领域：5G车联网助力汽车、交通应用服务的智能化升级。5G网络的大带宽、低时延等特性，支持实现车载VR视频通话、实景导航等实时业务。借助于车联网C-V2X（包含直连通信和5G网络通信）的低时延、高可靠和广播传输特性，车辆可实时对外广播自身定位、运行状态等基本安全消息，交通灯或电子标志标识等可广播交通管理与指示信息，支持实现路口碰撞预警、红绿灯诱导通行等应用，显著提升车辆行驶安全和出行效率，后续还将支持实现更高等级、复杂场景的自动驾驶服务，如远程遥控驾驶、车辆编队行驶等。5G网络可支持港口岸桥区的自动远程控制、装卸区的自动码货以及港区的车辆无人驾驶应用，显著降低自动导引运输车控制信号的时延以保障无线通讯质量与作业可靠性，可使智能理货数据传输系统实现全天候全流程的实时在线监控。

4.能源领域：在电力领域，能源电力生产包括发电、输电、变电、配电、用电五个环节，目前5G在电力领域的应用主要面向输电、变电、配电、用电四个环节开展，应用场景主要涵盖了采集监控类业务及实时控制类业务，包括：输电线无人机巡检、变电站机器人巡检、电能质量监测、配电自动化、配网差动保护、分布式能源控制、高级计量、精准负荷控制、电力充电桩等。当前，基于5G大带宽特性的移动巡检业务较为成熟，可实现应用复制推广，通过无人机巡检、机器人巡检等新型运维业务的应用，促进监控、作业、安防向智能化、可视化、高清化升级，大幅提升输电线路与变电站的巡检效率；配网差动保护、配电自动化等控制类业务现处于探索验证阶段，未来随着网络安全架构、终端模组等问题的逐渐成熟，控制类业务将会进入高速发展期，提升配电环节故障定位精准度和处理效率。

在煤矿领域，5G应用涉及井下生产与安全保障两大部分，应用场景主要包括：作业场所视频监控、环境信息采集、设备数据传输、移动巡检、作业设备远程控制等。当前，煤矿利用5G技术实现地面操作中心对井下综采面采煤机、液压支架、掘进机等设备的远程控制，大幅减少了原有线缆维护量及井下作业人员；在井下机电硐室等场景部署5G智能巡检机器人，实现机房硐室自动巡检，极大提高检修效率；在井下关键场所部署5G超高清摄像头，实现环境与人员的精准实时管控。煤矿利用5G技术的智能化改造能够有效减少井下作业人员，降低井下事故发生率，遏制重特大事故，实现煤矿的安全生产。当前取得的应用实践经验已逐步开始规模推广。

5.文旅领域：5G在文旅领域的创新应用将助力文化和旅游行业步入数字化转型的快车道。5G智慧文旅应用场景主要包括景区管理、游客服务、文博展览、线上演播等环节。5G智慧景区可实现景区实时监控、安防巡检和应急救援，同时可提供VR直播观景、沉浸式导览及AI智慧游记等创新体验。大幅提升了景区管理和服务水平，解决了景区同质化发展等痛点问题；5G智慧文博可支持文物全息展示、5G+VR文物修复、沉浸式教学等应用，赋能文物数字化发展，深刻阐释文物的多元价值，推动人才团队建设；5G云演播融合4K/8K、VR/AR等技术，实现传统曲目线上线下高清直播，支持多屏多角度沉浸式观赏体验，5G云演播打破了传统艺术演艺方式，让传统演艺产业焕发了新生。

总结

5G的发展进一步让各个行业有了更快速的发展，但是也面临着一些挑战，就比如说是，5G现在就是一条新建的全覆盖性高速公路，而你只有一个限制低速的车子行驶在一条高速公路上，所以还是没有高速体验，所以就是硬件配置方面也需要大改革，但是现在5G该开始普及，大部分人都还在观望，拿着5G的手机用着4G的手机卡。

骑牛上高速，将会成为5G时代人民津津乐道的一个话题。5G时代的到来，意味着所有配套的产业都需要升级，才能享受到5G带来的便利。

对用户来说，每秒高网速的冲浪速度确实爽到飞起。但是，对于程序员来说，运行维护之类的需要更多的精力。

网速越快，对CPU的速度和程序的硬件要求，都是一个巨大的考验。之前运行的好好的程序，可能在高速带宽面前，一下子就被冲傻掉。

机器更新换代，人的知识也要快速跟上，否则，就要被机器淘汰掉。