張新生 中國科協(xié)信息通信科學(xué)傳播專家團(tuán)隊(duì)首席專家

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今天，我主要講對5G發(fā)展的思考，和大家交流一下5G的重要性在哪里，將會給我們帶來怎樣的發(fā)展機(jī)遇。

一、5G技術(shù)及價值鏈生態(tài)

（一）5G技術(shù)

首先，我講一下從1G到5G的演變過程。實(shí)際上，1G到5G的演變過程就是移動通信的發(fā)展歷程。這個歷程的關(guān)鍵，就是技術(shù)變革推動無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)變革過程。移動通信發(fā)展的歷程是技術(shù)變革推動移動無線技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)演進(jìn)和變革的過程，空口技術(shù)不斷演進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生重大變革。

我從三個角度講一下對5G的認(rèn)識。從速率帶寬角度看，1G是模擬，2G傳輸速率是200K，3G傳輸速率是2Mbps，4G傳輸速率是100Mbps，5G傳輸速率是10Gbps。從業(yè)務(wù)角度看，1G是移動通信，2G是移動數(shù)據(jù)，3G是移動媒體，4G是移動互聯(lián)，5G是移動物聯(lián)。今天，我們用的微信以及更多的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，都是通過移動通信技術(shù)手段做支撐實(shí)現(xiàn)的。5G主要是從解決人和人、人和物的通信，到解決人和物、物和物的通信。從社會角度看，1G是模擬，2G是數(shù)據(jù)，3G是寬帶，4G是生活，5G是社會。

相對于從1G到4G，5G有了非常大的變革，因而5G所支撐與服務(wù)的內(nèi)容，也發(fā)生了重大變革。從社會來看，是從生活到社會；從業(yè)務(wù)來看，是從互聯(lián)到物聯(lián)；從速率來看，是從100Mbps到10 Gbps，甚至是到20 Gbps。

我們在用手機(jī)通話時，其商業(yè)模式是流量計(jì)算，實(shí)際上是解決人的語義、語音的傳遞和數(shù)據(jù)流的傳遞。在人的傳遞需求下，要解決的是大帶寬、高速率，帶寬越寬、速率越大，給老百姓通信帶來的感知和體驗(yàn)就越好。在三元社會下，物理人類和虛擬社會就變成了兩個時空。有人講，從1G到5G最根本的變化是時空，今后的發(fā)展也會以5G的發(fā)展作基礎(chǔ)。在三元社會，人和物、物和物的信息傳遞以及物和物的控制，都要用5G做支撐。對于物和物的通信，這是今后要非常重視的。我們期待的是，今后5G能夠?qū)崿F(xiàn)連接萬物，并且能對其數(shù)據(jù)量進(jìn)行分析，從數(shù)據(jù)量的分析中提煉出新的知識，用以控制指揮“物”。

相對于1G到4G，5G的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生了重大變革。國際上也對5G的發(fā)展進(jìn)行了討論。實(shí)際上，全世界每十年都要圍繞不同的發(fā)展需求和場景來確定發(fā)展的技術(shù)方向。那么，5G的需求是什么？5G的場景是什么？最后，全世界的專家確定了5G的兩個發(fā)展場景：一是移動互聯(lián)網(wǎng)，二是物聯(lián)網(wǎng)。其中，物聯(lián)網(wǎng)是未來五年到十五年的發(fā)展重點(diǎn)。也就是說，5G是面向移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，從萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)。未來，5G將從面向消費(fèi)者，提高用戶的體驗(yàn)、感知，拓展至不同產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，以及社會管理和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面，并且推出各種新應(yīng)用。今天的經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求我們，新的技術(shù)和新的生產(chǎn)力不能僅僅滿足消費(fèi)者的需求，還要向社會各領(lǐng)域發(fā)展。

從1G到4G是解決帶寬問題的，5G主要的技術(shù)特征是超窄帶、超寬帶、海量連接、高可靠、低時延。也就是說，我們除了實(shí)現(xiàn)1G到4G追求的速率和帶寬以外，還追求超窄帶、海量連接、高可靠、低時延。實(shí)際上，人和人、人和物、物和物的連接與人和人的消費(fèi)領(lǐng)域的通信不同，因此低時延非常重要。

為什么大家這么關(guān)心5G？為什么5G這么“熱”？我們要支撐5G面向物聯(lián)網(wǎng)，就需要有新的理論基礎(chǔ)、新的介入技術(shù)、新的器件技術(shù)以及新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這些給整體發(fā)展既帶來了新的機(jī)遇，也帶來了新的挑戰(zhàn)。

上圖是4G和5G的性能比較。從峰值速率來看，4G能達(dá)到0.66G，5G能達(dá)到20G；從用戶體驗(yàn)速率來看，5G能達(dá)到100M；從頻譜速率來看，5G比4G要高3倍；從移動性來看，4G是350km/h，5G是500km/h。無線移動有兩點(diǎn)最關(guān)鍵，一是移動性，二是網(wǎng)絡(luò)覆蓋性。同時，我們還要考慮無線接口時延、效能、流量密度等問題。

5G由空口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)組成，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生重大變革，新的網(wǎng)絡(luò)不僅支持多場景服務(wù)的優(yōu)化，而且推動網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)化、智能化演進(jìn)。

對于5G，大家最關(guān)心就是大規(guī)模天線。我認(rèn)為，在5G空口技術(shù)上，最厲害的還是天線技術(shù)。做無線電視傳播，需要頻譜帶寬和頻譜效率，現(xiàn)在頻率資源非常缺乏，要把效率提上去，就要靠天線。我國在無線技術(shù)發(fā)展上處于領(lǐng)先地位。

過去，我們講信息技術(shù)、通信技術(shù)；今天，我們不能只講通信技術(shù)了，還要講數(shù)字技術(shù)。為什么網(wǎng)絡(luò)如此重要？工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)后期對于網(wǎng)絡(luò)的需求發(fā)生了根本性變化，網(wǎng)絡(luò)是按需所取，網(wǎng)絡(luò)即服務(wù)。也就是說，企業(yè)根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求來定制所需要的網(wǎng)絡(luò)，因此要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化。與1G到4G不同的是，5G要實(shí)現(xiàn)自動化的網(wǎng)絡(luò)。

從5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程來看，2018年6月完成了獨(dú)立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要是支持增加寬帶和低時延、高可靠場景。在2018年6月完成這個標(biāo)準(zhǔn)以后，一些國家就相繼宣布或是進(jìn)行5G的預(yù)商用和商用。但這并不意味5G的標(biāo)準(zhǔn)就不再做了。從5G標(biāo)準(zhǔn)的時間表來看，2019年12月要滿足ITU全部技術(shù)要求。從整個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看，2018年這一階段主要完成的是面向人的消費(fèi)以及部分人和物的連接的標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)一出來，各國都在搶占5G發(fā)展的制高點(diǎn)，都在部署或是提出預(yù)商用計(jì)劃。

人工智能是一種“通用技術(shù)”，引發(fā)社會、經(jīng)濟(jì)進(jìn)入“智能”的賽道，是推動經(jīng)濟(jì)增長的新動能，觸發(fā)產(chǎn)業(yè)變革，將涉及所有行業(yè)，甚至顛覆某些行業(yè)。

（二）5G的價值鏈生態(tài)

1.5G是新的“通用技術(shù)”

其一，5G是引發(fā)信息革命風(fēng)暴，引領(lǐng)萬物智聯(lián)的強(qiáng)力催化劑。如果沒有5G平臺，連接智能終端就很難實(shí)現(xiàn)。其二，5G技術(shù)由空口技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、終端技術(shù)以及應(yīng)用技術(shù)組成。其三，5G技術(shù)不再是指單一的移動空口技術(shù)的突破和速率提升。這里我要解釋一下什么是通用技術(shù)：通用技術(shù)是指具有一些共同屬性，包括普遍適用于多個行業(yè)，帶來長期且持續(xù)改進(jìn)，并能催生新的創(chuàng)新，通用技術(shù)對廣泛行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)且持久的影響，可重新定義經(jīng)濟(jì)競爭力并改變社會。從人類發(fā)展史上看，通用技術(shù)起了非常重要的作用。我們在技術(shù)上一般講四個技術(shù)，即核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)、通用技術(shù)、變革技術(shù)，通用技術(shù)就是前沿的，當(dāng)這個前沿技術(shù)跨界融合，就可能會產(chǎn)生顛覆性變化。其四，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和組網(wǎng)技術(shù)成為5G發(fā)展的重要組成部分，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)呈現(xiàn)重大變革。其五，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等新技術(shù)推動5G成為全新的、開放融合的智能化網(wǎng)絡(luò)。其六，5G成為新一代移動信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的總稱，是新的“通用技術(shù)”。

2.5G價值鏈面向廣泛行業(yè)市場

5G是推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動能，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要載體和平臺，要構(gòu)建5G價值生態(tài)，推動垂直行業(yè)發(fā)展。5G與未來移動通信發(fā)展密切相關(guān)。美國IHS智庫認(rèn)為，5G的出現(xiàn)是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個支點(diǎn)或引爆點(diǎn)。該智庫還指出，5G能夠使移動技術(shù)從一項(xiàng)對人機(jī)通信具有變革性影響的技術(shù)，演變?yōu)橐豁?xiàng)“通用技術(shù)”，且有望改變整個產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)，可重新定義經(jīng)濟(jì)競爭力。該智庫預(yù)測，到2035年，5G將有潛力在全球廣泛行業(yè)和用例中創(chuàng)造出12.3萬億美元的銷售活動，將支持全球價值鏈生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造3.5萬億美元產(chǎn)出和2200萬個工作崗位，并對全球GDP增長產(chǎn)生長期、可持續(xù)的影響。愛立信預(yù)測，到2026年運(yùn)營商的收入有望達(dá)到2040億美元至6490億美元。這是國外對5G發(fā)展的基本判斷和認(rèn)識。