作者：泉琳 来源： 发布时间：2019-7-12 16:11:12
5G，吹动变革的春风

 
2019年6月6日，注定是365bet体育在线投注：通信业发展里程中值得铭记的日子。
 
这一天，工业和信息化部向365bet体育在线投注：电信、365bet体育在线投注：移动、365bet体育在线投注：联通、365bet体育在线投注：广播电视网络有限公司发放了4张5G商用牌照，正式拉开酝酿多年的365bet体育在线投注：5G商用大幕。至此，365bet体育在线投注：成为继韩国、美国、瑞士、英国之后，第5个实现5G商用的国家。
 
开启万物互联
 
从某种意义上来说，5G只是新一代无线技术。然而这一次，智能手机将不再是人们进入无线世界的主要门户。
 
事实上，每一代新的移动通信技术都给人们的手机带来了更多功能。2G是数字语音，3G是数据服务的开端，4G则是移动宽带，但它们始终以手机为中心。5G与它们最关键的区别之一，便是它旨在服务于各种全新的领域。
 
5G是第五代移动通信技术的简称，它能给人们带来更快、更安全、更高性能的通信体验。5G网络的外缘始于设备，如手机、物联网设备、自动驾驶汽车等，这些设备通过连接到5G网络进行数据收发。从智能手机到汽车，制造商们负责制造5G技术设备。
 
所有5G设备都包括统一的5G兼容调制解调器（用于将数据转换成可通过无线电波发送的形式）、5G射频前端系统（用于处理超过5G频率传输的信号）以及5G兼容天线（用于发送和接收这些无线电信号）。
 
5G网络由向设备提供网络覆盖的基站组成，这些基站现在使用的信号塔可以覆盖几英里，而5G则使用频率更高、有效距离更短的无线电波。网络设备供应商开发了新一代“小电池”，这将是大多数试图连接电信网络的5G设备的第一个连接。
 
在5G网络中，网络处理活动将从蜂窝站点转移到集中的、基于云的基带处理单元。其重要部件包括将模拟无线电信号转换为数字信号的半导体天线阵列和数据转换器、用于放大小电池天线接收到的信号的低噪声功率晶体管和功率放大器。此外，小型电池还需要“现场可编程门阵列”来连接基带单元和传输网络。
 
在到达电信的核心网络之前，这些信号通过被称为反向传输的传输网络传输。回程包括路由器、交换机、光纤电缆、光收发器和微波传输设备，并有许多不同的方式来完成回程网络。通过回程传输网络发送后，信号到达运营商的核心网络，该核心网络负责向客户提供服务，并将流量路由到其他设备或网络。
 
5G采用无线电频谱，这使其能用比以往技术更高的速度和可靠性传输大量数据。这种速度和可靠性的结合将连接更多的设备，渗入人们生活的方方面面。
 
显然，5G的潜力远比前几代无线技术更加开放。它通过改变关注焦点，将注重销售一定数量的设备转变为思考完整的无线生态系统，即所有“人”与“物”都将存在于有机的数字生态系统中。
 
厚积薄发
 
作为新一代信息基础设施的核心，世界各国都对5G的建设与发展赋予了战略价值。积极抢跑5G，365bet体育在线投注：自然也不例外。
 
20世纪80年代，随着全球第一个移动蜂窝电话系统在美国贝尔实验室诞生，第一代移动通信系统（1G）便逐渐在各国建立起来。相较于美国和英国的移动通信系统早早遍布全球，365bet体育在线投注：在1G的开通和商用上晚了将近10年。
 
或许，像板砖一样的“大哥大”至今还留存在一代人的记忆中。为改变这种落后的状态，在以数字技术为主体的第二代移动通信系统（2G）时代，365bet体育在线投注：开始奋起直追。
 
1992年与1995年，2G主流制式GSM和CDMA分别在欧洲和365bet体育在线投注：香港开始商用，仅用了不到3年时间，2G商用就在365bet体育在线投注：内地正式启动。10年后，365bet体育在线投注：的2G用户达到近2.8亿，超过固定电话用户数，365bet体育在线投注：2G成为世界上最大的移动经营网络。
 
1998年1月，决定365bet体育在线投注：通信业命运的3G候选技术策略的“香山会议”召开。在“国际标准从来都是外国人的天下，365bet体育在线投注：搞移动通信标准难度非常大”的强烈质疑下，会议坚决支持365bet体育在线投注：企业向国际通信标准化组织提交3G时代的365bet体育在线投注：标准TD-SCDMA。2000年，在土耳其召开的国际电信联盟全会上，365bet体育在线投注：提出的TD-SCDMA系统获通过，与欧洲主导的WCDMA、美国主导的CDMA2000并列为3G三大国际标准，一举打破了发达国家对移动通信标准的垄断。
 
2010年，4G开始在多国酝酿。这一时期，365bet体育在线投注：通信装备制造业已与世界先进水平同步。随着产业链的培育和聚集，这种同步发展让365bet体育在线投注：核心企业的自主创新获得了很大的优势。2013年12月，我国工信部正式向三大运营商发布4G牌照。很快，4G商用遍地开花。2018年，全国移动电话用户总数达到15.7亿，普及率接近84%。
 
历经30余年的努力，在今天的5G时代，在各方力量的团结推动下，365bet体育在线投注：厚积薄发，5G牌照的发放提前了整整半年，而以华为为代表的365bet体育在线投注：高科技企业更是占据了领跑的位置。
 
2016年11月，3GPP RAN1 87次会议在美国内华达州里诺召开，一场关键的短码之战——通过竞争确定5G短码最终方案——就此展开。华为经历残酷的竞争，最终获得了50家代表的支持，以Polar Code（极化码）战胜了高通主推的LDPC及法国的Turbo2.0方案，冲破欧美垄断局面，拿下了5G时代的话语权，让365bet体育在线投注：通信核心技术第一次占领制高点。
 
截至2019年5月，在全球20多家企业的5G标准必要专利声明中，365bet体育在线投注：企业占比超过30%，位居首位。除了专利标准，365bet体育在线投注：在5G频谱方面也具有优势。据365bet体育在线投注：工程院院士刘韵洁介绍，365bet体育在线投注：在3GHz和4GHz频段的频谱使用上，处在全球引领水平；与5G频谱划分的情况相适应，365bet体育在线投注：6GHz以下频段的5G系统和终端设备都处在全球领先水平。
 
从1G落后、2G追随、3G突破、4G同步，到如今的5G赶超落地，365bet体育在线投注：通信业的发展之路无疑是365bet体育在线投注：科技抢占世界创新高地的一个缩影。
 
全新国家竞争力
 
作为网络的基础和数字技术的支柱，移动通信技术的发展在一定程度上引导了互联网和经济增长的发展方向，这一点从4G带动“应用经济”（APP Economy）中便可窥见一二。
 
4G如同“口袋里的智能手机”，与美国在“冷战”期间用来设计核武器的超级计算机相比，其更强大，能获取更多的信息。这本身就是一个胜利，但更重要的是4G技术带来的经济增长。
 
4G是“应用经济”的发展基础，它不仅改变了人们使用互联网的方式，还创造了新的经济机会和产业。数据显示，互联网经济的增长速度是美国GDP增速的4倍。
 
而今，有望提高速度、安全性和容量的5G技术不仅将进一步巩固数字经济，还将为下一代数字技术提供支柱。因此，对于5G网络的强烈需求，以及公司与国家之间为满足这种需求而进行的激烈竞争也就不足为奇。
 
5G技术的竞争关乎网络、数据、互联网的发展方向、经济的增长方式，以及世界各国将在哪些领域面临新的风险和缺漏，其中还包括5G网络的投资和部署。
 
但是，在竞争日益激烈的技术环境中，谁制造5G技术、谁制定标准、谁拥有知识产权（IP），对安全、创新和就业都有影响。今天各国作出的关于5G的决定，将在未来几十年影响自身安全和经济表现。
 
毋庸置疑，5G技术竞争的结果将有助于决定国家的竞争力和技术能力。不仅如此，5G还将影响即将建立于其之上的诸多行业，在制造和部署5G方面做得更好的国家和企业也会变得更有潜力。
 
赋能各行各业
 
5G网络将是有史以来设计最为复杂的系统之一。它承诺以更快的数据、更短的网络响应时间（更低的延迟）、随时随地的即时访问以及数十亿设备的容量，带来革命性的不受束缚的体验。
 
与3G和4G不同的是，5G的发展目标将远远超出人们的移动设备，并将应用扩展到人们生活的各个方面，深刻影响全球的企业和消费者。从实现工业物联网到确保无人驾驶汽车的安全，5G将以一种难以想象的方式改变人们的生活。
 
5G拥有惊人的下载速度，一部电影下载仅耗时几秒；由于速度快，在5G网络下，相同的时间内可以传输更多数据，也就意味着能获得更好的视频观看体验。
 
不只是速度快，更低的延迟能让游戏本身更加完善，并让你在在线游戏操作中获得即时响应，游刃有余地应对游戏中的多个玩家。
 
在5G广泛应用的未来，通过VR技术还原场景，网购前可以在家里虚拟试衣，买房子可以远程看房，旅游可以提前在家里体验景点，上课时可以做虚拟实验，高危的飞行训练也可以通过VR进行模拟。
 
在教育领域，5G的出现可以让直播课程更加高清，可接入的移动端数量更多，网络时延更低，师生互动更加顺畅，让偏远山区的孩子也可以学习优质课程，在一定程度上解决教育资源分配不公的问题。
 
在交通领域，5G技术将成为自动驾驶不可替代的必要手段。它不仅可以提高自动驾驶车辆的环境感知能力，还可以利用车辆间的无线连接，让多个车辆进行协作式决策，合理规划行动方案。此外，在一些特殊的场景中（如车辆发生故障时呼叫救援中心），5G技术还能让远端服务中心的人员参与决策。
 
在医疗领域，5G技术将大幅提升医疗流程的质量和效率。比如可提高移动查房、移动护理的效率，医生可以随时进行电子病历的输入、查询和修改，也可随时翻阅X光片等较大的医疗文件。医生还可以进行远程医疗，减少各地区医疗资源的差距。
 
5G的发展还能提升智慧农业的效率。比如无人机可以及时掌握农作物的长势和灾害信息，喷洒农药速度快、范围广、精确度高。还可以利用无人机进行作物监控，检测作物的生长状态、植被覆盖程度、作物病虫害，自动生成作物的健康报告。
 
智能家居同样也需要5G。智能家居系统是通过信息传输和连接，对各个家居进行控制的，这就需要高带宽、低延迟且稳定的网络。在当前4G网络之下，设备与设备之间的连接和传输存在明显延时。有了5G网络，智能家居系统将会更加灵敏，为用户带来更好的体验。
 
如果说3G提升了速度，4G改变了生活，那么5G则将改变社会。随着5G的春风徐徐吹来，相关领域将在其沐浴下蓬勃生长，不断催生新的应用和商业模式，并将颠覆人们对当前社会的认知，人、机、物三元融合的“万物互联”空间也将不再遥远。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2019年6月刊 封面)
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