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臧繼輝委員：5G你真的了解嗎？
移動通信技術名稱中的“G”，與我們平時常說的多少G流量或者多少G的速率是不同的，在這里它并不是一個數(shù)量單位，而是英文單詞Generation的簡寫形式，意為“代”。5G意為第五代移動通信技術，英文是“the 5th-Generation Cellular Network Technology”，即提供寬帶接入的第五代蜂窩網(wǎng)絡技術，它是繼2G、3G、4G系統(tǒng)之后的發(fā)展延伸，是目前最新一代無線通信技術。
1896年，無線電之父意大利人馬可尼實現(xiàn)了人類歷史上首次無線電通信，他發(fā)送的無線電信號穿越了英吉利海峽，標志著人類已經(jīng)正式推開了無線通信時代的大門。此后的時間里，無線通信似乎進入了“蟄伏期”，一直未取得新的劃時代成果，直到上個世紀70年代又迎來了大爆發(fā)。1973年4月，馬丁庫帕發(fā)明了世界上第一部真正意義上的手機，標志著人類敲開了全民無線G的經(jīng)典產品大哥大，逐漸走入了人們的生活。1G的最大的作用是實現(xiàn)了語音通信。然而，由于1G信號非常不穩(wěn)定且用戶承載量非常有限，于是，1990年前后，我們迎來了2G時代，相比于1G，其信號質量和用戶承載量均有所提升。到了20世紀末，人類對于手機的需求不再僅僅局限于通話，于是，以多媒體業(yè)務需求為牽引、以CDMA（碼分多址）為核心技術的3G時代悄然來臨。CDMA的基本思想是靠不同的地址碼來區(qū)分的用戶地址，它使得網(wǎng)絡速率和用戶承載量都大幅度的提高，完全能滿足公眾的基本多媒體業(yè)務需求。2010年后，我們迎來了4G時代，其理論速率可達百兆量級且傳輸很穩(wěn)定可靠，幾乎能滿足所有用戶對于高速高質量無線業(yè)務的需求。概括地講，1G出現(xiàn)了移動通線G普及了移動通線G實現(xiàn)了高速率網(wǎng)上沖浪。從1G到4G，是系統(tǒng)容量、安全性、穩(wěn)定性的不斷的提高，最終，讓通信從少數(shù)人的特權變成了所有人的福祉。
線G在我國正式商用，這在某種程度上預示著全民5G時代已經(jīng)悄然來臨。5G網(wǎng)絡采用了很多新的無線通信技術，其中比較有意思的是多天線技術和設備間直連。
關鍵技術1：多天線技術多天線技術就是我們常聽到的MIMO，意為“多進多出”（Multiple-Input Multiple-Output），多根天線發(fā)送，多根天線G時代，就已經(jīng)有MIMO了，但是天線數(shù)量并不多，只能說是初級版的MIMO。到了5G時代，MIMO技術日臻成熟，變成了加強版的Massive MIMO（Massive意為大規(guī)模的、大量的），學名是“大規(guī)模天線G時代天線數(shù)量不是按根來算了，而是按“陣”，或者說天線是成片成片的，這相當于為基站和用戶之間建立了眾多通道，使得網(wǎng)絡用戶承載量呈指數(shù)級增長。通俗地講，任何一個人都可以把自己的手機、平板、筆記本電腦、臺式電腦等所有設備全部接入5G網(wǎng)絡而絲毫不會影響上網(wǎng)體驗。
5G時代，同一基站下的兩個用戶進行通信，通信數(shù)據(jù)將不再通過基站轉發(fā)，而是直接手機到手機，學名是D2D，即Device to Device（設備到設備）。通俗地講，就是“沒中間商賺差價”，這樣，就節(jié)約了大量的空中資源，也減輕了基站的壓力。說到這里，可能有朋友要問了，這樣是不是就不用交話費了？那你就太天真了，雖然你傳輸?shù)南⒉煌ㄟ^“中間商”了，但是控制消息（保證你傳輸?shù)南⒉怀鲥e的消息）還是要通過“中間商”來傳遞的，因此你依然占用了公共資源，還是要付錢的。
與2G萌生數(shù)據(jù)、3G催生數(shù)據(jù)、4G發(fā)展數(shù)據(jù)不同，5G是跨時代的技術。除了更加極致的網(wǎng)速體驗和更大的傳輸容量外，5G將開啟“萬物互聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)時代，其影響力會滲透到各行各業(yè)，對我們的生產生活產生深遠影響。國際電信聯(lián)盟為5G定義了eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量大連接）、URLLC（低時延高可靠）三大應用場景。
eMBB（增強移動寬帶）我們平時常見的8K高清直播、VR/AR沉浸式體驗館等，是eMBB的典型場景。這類場景對通信帶寬和時間延遲的要求極高，對于普通人而言，eMBB場景的普及推廣將大大改善我們的線上辦公、學習和娛樂的體驗，“卡頓”一詞將逐漸淡出我們的網(wǎng)絡生活。mMTC（海量大連接）當前非?；鸨碾娮诱?、智能交通、智能電網(wǎng)、云計算、全套智能家居等，是mMTC的典型場景。這類場景對連接密度要求比較高，海量的設備將集中交接在較小的范圍內。例如，在下班到家前，你能夠最終靠5G手機遠程控制家里的智能熱水器提前燒好熱水，也可以遙控智能空調提前調節(jié)好室溫，還能夠最終靠智能攝像頭看一看家中無人照料的寵物。隨著mMTC場景的延伸部署，智慧城市、智能家居、視頻監(jiān)控、遠程控制等將會給我們任何一個人都帶來“動一動手指，觸碰的是全世界”的美好體驗。
URLLC（低時延高可靠）你也許看到過外科醫(yī)生遠程給病人做精密手術，也看到過一輛無人駕駛的汽車靈活地穿梭在城市的大街小巷，還看到過工業(yè)生產線上智能機器人之間分毫不差地密切協(xié)作，這些都是URLLC的典型場景。能預見的是，URLLC場景的普及化，將深刻改變社會產業(yè)體系和人力資源結構，人在社會中的角色和作用將會發(fā)生一些微妙的變化，信息技術越來越成為社會持續(xù)健康發(fā)展的重要驅動力量。
實際上，通信技術并不神秘，5G作為當前通信技術皇冠上最耀眼的寶石，也不是什么遙不可及的創(chuàng)新革命技術，它更多是對現(xiàn)有通信技術的融合與演進。站在時代的轉折點，我們正真看到：電磁學作為現(xiàn)代通信技術的理論根基，已經(jīng)有130多年的歷史；偉大數(shù)學家、通信學家香農先生提出香農公式也有70余年，在通信領域無數(shù)人的接力下，已經(jīng)在逼近理論極限。如何在科學原理的范疇內，進一步發(fā)掘通信的潛力，是通信從業(yè)者們孜孜不倦的追求。相信在不久的將來，一定會有偉大的科學家，帶領我們沖破穹頂，迎來新世界的曙光。
