最高下載速度可以達(dá)到1.4Gbps、5G打電話更穩(wěn)定、5G每月費用200元上下……從3G、4G到今天的5G，國民級的話題除通話應(yīng)用方面的改變外，何以成為全球科技領(lǐng)域關(guān)注的焦點呢？

速度并非5G的唯一

從1G、2G、3G、4G到5G，每一代移動通信系統(tǒng)的更迭，對市場用戶而言，最簡單的明顯的莫過于網(wǎng)速的變化及通話質(zhì)量的改善，5G標(biāo)準(zhǔn)問世以來。關(guān)于其速度的討論也從未中止過。最高下載速度可以達(dá)到1.4Gbps固然令人感到驚喜，而雷軍烏鎮(zhèn)測5G下載速度為425MbpS的結(jié)果又讓那個網(wǎng)友有些小失落。

理論而言，5G網(wǎng)速將比現(xiàn)有的4G快上10-100倍，這就意味著未來我們能有機會享有4Gbps的超高網(wǎng)速，一度讓5G是否能替代家庭寬帶成為大眾討論的話題。一部2、3G的高清畫質(zhì)電影，4G網(wǎng)絡(luò)在信號滿格的情況下下載時間需要幾分鐘，而使用5G網(wǎng)絡(luò)，只需眨眨眼等待幾秒鐘就能夠下載完成，這樣的變化足以引發(fā)大眾關(guān)注的目光，而實際上，5G從指定標(biāo)準(zhǔn)的伊始。就并未單純地位通信和大眾移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用準(zhǔn)備的，其對于用戶來說更重要的是5G在網(wǎng)絡(luò)容量上的提升。它可以承載更多的設(shè)備。隨著物聯(lián)網(wǎng)革命的不斷推進，5G網(wǎng)絡(luò)未來將成為數(shù)十億設(shè)備的堅強后盾，也將成為物聯(lián)網(wǎng)時代的基石。從IOT設(shè)備、可穿戴以及車聯(lián)網(wǎng)等更廣泛的平臺到VR/AR應(yīng)用的落地等諸多方面，5G都能成為各領(lǐng)域技術(shù)進步的推動力，并為用戶打開更多想象空間，

構(gòu)筑5G時代的三大應(yīng)用領(lǐng)域

寬帶移動通信重要的表征之一是數(shù)據(jù)率，對用戶而言是上網(wǎng)的平均速度和峰值速率，對網(wǎng)絡(luò)而言還要考慮一個蜂窩的最大流量密度?？梢哉f速度只是衡量數(shù)據(jù)率的一種方式，大連接、高可靠性、低時延等特性的具備，讓5G同前幾代通信技術(shù)相比大不一樣。

根據(jù)未來移動通信論壇發(fā)布的《5G白皮書》，從信息交互對象不同的角度劃分，未來5G應(yīng)用將涵蓋三大類場景：增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）和超可靠低時延（uRLLC），具體而言，eMBB場景是指在現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上，對于用尸體驗等性能的進一步提升，主要還是追求人與人之間極致的通信體驗，mMTC和uRLLC則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，但各自側(cè)重點不同：mMTC主要是人與物之間的信息交互。uRLLC主要體現(xiàn)物與物之間的通信需求。

5G時代定義了以下三大應(yīng)用場景：

eMBB：增強移動寬帶，顧名思義是針對的是大流量移動寬帶業(yè)務(wù)：

mMTC：大連接物聯(lián)網(wǎng)，針對大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù);

URLLC：超高可靠超低時延通信，例如無人駕駛等業(yè)務(wù)（3G響應(yīng)為500ms，4G為50ms，5G要求0.5ms）

追求極致用戶體驗的eMBB

在構(gòu)筑5G時代的三大應(yīng)用場景中，主攻增強移動寬帶的eMBB可以說是離普通用戶最近的存在，在具體的時間軸上，2018年6月，5G獨立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，5G完成了第一階段全功能eMBB標(biāo)準(zhǔn)化工作;12月6曰，中國三大運營商獲得全國范圍5G中低頻段試驗頻率使用許可：2019年1月10日工信部宣布發(fā)放5G臨時牌照，拉開我國5G商用建網(wǎng)的大幕。也讓大眾消費者有望在今年體驗5G通話及上網(wǎng)應(yīng)用。

5G在設(shè)計之初就考慮到eMBB（增強型移動寬帶），大帶寬，高網(wǎng)速讓以“人”為中心的娛樂、社交等個人消費業(yè)務(wù)的通信體驗得以實現(xiàn)。從3GPP已經(jīng)凍結(jié)的R15標(biāo)準(zhǔn)來看，目前5G標(biāo)準(zhǔn)主要聚焦eMBB，而uRLLC及mMTC會在后續(xù)版本R16中進一步完善，以超高清視頻、移動VR/AR為代表的eMBB類場景將是當(dāng)前5G應(yīng)用的重點領(lǐng)域，

從5G-eMBB新生業(yè)務(wù)的角度來看，5G超快的接入速率，將使AR技術(shù)得到更加廣泛的應(yīng)用，許多行業(yè)的現(xiàn)場維護與現(xiàn)場服務(wù)也將因此受益。以工程師領(lǐng)域為例，借助5G-eMBB網(wǎng)絡(luò)和AR技術(shù)，那些尚處于培訓(xùn)階段的工程師，只需通過手中的平板，就能立即獲取相關(guān)設(shè)備的信息，就能快速做出正確而最優(yōu)的決策，而不再依賴于需要數(shù)年時間培養(yǎng)的經(jīng)驗與直覺。

此外，5G是低延時原生平臺，進而使能所有eMBB業(yè)務(wù)與世界零距離的用尸體驗，也是VR/AR第一平臺，再加上AI、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)的融合創(chuàng)新，5G-eMBB必然能夠全方位為人們勾勒出未來數(shù)字生活藍(lán)圖。

大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)下的mMTC

5G技術(shù)的突破被譽為是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的新機遇，與4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G具有更強大的通信和帶寬能力，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高速穩(wěn)定性和廣泛覆蓋的需求。在構(gòu)成5G的三大應(yīng)用場景中，mMTC在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有極強的針對性，

mMTC將在6GHz以下的頻段發(fā)展，同時應(yīng)用在大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)上，目前，在這方面比較可見的發(fā)展是NB-IoT。以往的WiFi，Ziqbee，藍(lán)牙等無線傳輸技術(shù)，屬于家庭用的小范圍技術(shù)，回傳線路（Backhaul）主要都是靠LTE，近期隨著大范圍覆蓋的NB-IoT，LoRa等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出爐，可望讓物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展更為廣泛。

低功耗大連接場景主要面向智慧城市，環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景，具有小數(shù)據(jù)包、低功耗、海量連接等特點，這類終端分布范圍廣數(shù)量眾多，不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備超千億連接的支持能力，滿足100萬/平方公里連接數(shù)密度指標(biāo)要求。而且還要保證終端的超低功耗和超低成本，而mMTC低速率、超低成本、低功耗，廣深覆蓋、大連接的特點如同為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域應(yīng)用量身打造的一般。

關(guān)鍵的功率消耗問題

以智能家居為代表的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)持續(xù)多年成為大眾眼中的風(fēng)口，不過該風(fēng)口遲遲未能起飛的原因除通信協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)混亂外功耗一直都是制約物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)成長的關(guān)鍵，畢竟智能交通、智能城市等諸多物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分市場，都需要設(shè)備長時勵持續(xù)地提供通信與交互，功耗與續(xù)航自然成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵。

由于不少物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都是由電池供電的，因而需要10年以上的自主性，為此，接入和通信方案都應(yīng)該是功率有效的。相當(dāng)于設(shè)備能夠長時間保持“休眠”狀態(tài)，但在需要使用的時候又可以在極端的時間內(nèi)實現(xiàn)喚醒，單天線設(shè)計。半雙工傳輸，窄帶接收、降低峰值功率等元素成為5G-mMT仁的關(guān)鍵。從目前5G的標(biāo)準(zhǔn)進展來看，mMTC的標(biāo)準(zhǔn)是爭議非常大的一個領(lǐng)域，預(yù)計嚴(yán)格按照ITU愿景和需求中針對低功耗大連接場景的標(biāo)準(zhǔn)化工作在2019年底的R16版本中將無法完成，R16版本的推出時間也很可能要延遲。

NB-IoT并非mMTC的敵人

相對于mMTC而言，大眾對于NB-IoT的了解似乎更多一些，既然在R16中對mMTC的場景標(biāo)準(zhǔn)化計劃未定，但面對已經(jīng)產(chǎn)生的低功耗大連接的物聯(lián)網(wǎng)需求，總要有相關(guān)的技術(shù)來支持，而同為3GPP主導(dǎo)的蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)且已經(jīng)有一定的商用驗證的NB-IoT和eMTC及其未來的演進就被吸納進5G物聯(lián)網(wǎng)家族中.3GPP在2016年發(fā)布了NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，作為IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，NB-IoT支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN），NB-IoT支持待機時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IoT設(shè)備電池壽命可以提高至少10年，同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。

因為mMTC與NB-IoT雖然在應(yīng)用領(lǐng)域有所重疊，但mMTC會具備一些NB-IoT沒有的特性，反之亦然。對于智能水表、電表這類應(yīng)用的數(shù)據(jù)傳輸量小，對網(wǎng)絡(luò)等待時間的要求也不高，因此是有機會透過NB-IoT來滿足的。不過，未來若有新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，像是穿戴血壓計、心跳計等，能夠直接串聯(lián)到醫(yī)院，低網(wǎng)絡(luò)等待時間就會是相當(dāng)重要的特性，也是mMTC所能充分發(fā)揮的地方。對于終端消費市場而言。mMTC與NB-IoT應(yīng)該是互補而非替代關(guān)系。

助力無人駕駛與工業(yè)自動化的URLLC

在5G細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，URLLC對應(yīng)的垂直領(lǐng)域很容易吸引大眾關(guān)注的目光，畢竟無人駕駛，工業(yè)自動化本身就極具話題性。

URLLC特點是高可靠、低時延、極高的可用性。它包括以下各類場景及應(yīng)用：工業(yè)應(yīng)用和控制、交通安全和控制。遠(yuǎn)程制造、遠(yuǎn)程培訓(xùn)，遠(yuǎn)程手術(shù)等，URLLC在無人駕駛業(yè)務(wù)方面擁有很大潛力，此外，這對于安防行業(yè)也十分重要。

工業(yè)自動化控制需要時延大約為10ms，這一要求在4G時代難以實現(xiàn)。而在無人駕駛方面，對時延的要求則更高，傳輸時延需要低至1ms，而且對安全可靠的要求極高。

毫秒之爭

在時廷和可靠性方面，相比之前的蜂窩移動通信技術(shù)，5G URLLC有了極大程度的提升。5GURLLC技術(shù)，實現(xiàn)了基站與終端間，上下行均為0.5毫秒的用戶面時延。時延來自于上行鏈路和下行鏈路兩個方向，5G URLLC實現(xiàn)低時延的主要技術(shù)包括：引入更小的時間資源單位，如mini-slot：上行接入采用免調(diào)度許可的機制，終端可直接接入信道：支持異步過程，以節(jié)省上行時間同步開銷：采用快速自動請求重傳（HARQ）和快速動態(tài)調(diào)度等，

“超低延遲/時延”對于自動駕駛，工業(yè)控制以及其他高度延遲敏感型業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用非常關(guān)鍵，E2E（端到端）的5G移動通信時延須在上述應(yīng)用場景中降低至1毫秒以下，在大多數(shù)情況下。時延在1毫秒與10毫秒之間，而在目前已廣泛部署的4G網(wǎng)絡(luò)中，端到端時延在50～100毫秒，比5G的要大約高一個數(shù)量級。

目前，5G URLLC的可靠性指標(biāo)為：用戶面時延lms內(nèi)，一次傳送32字節(jié)包的可靠性為99.999%。此外，如果時延允許，5G URLLC還可以采用重傳機制，進一步提高成功率，高速行駛的汽車與火車中的5G uRLLC終端需要進行快速的網(wǎng)絡(luò)切換，在現(xiàn)有4G移動通信的安全機制中，在移動終端設(shè)備完成網(wǎng)絡(luò)切換之前，基站需要計算、發(fā)送并接收相關(guān)密鑰。

而在將來的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)之中?；緦⑹歉?超高密集度組網(wǎng)部署的，從而，屆時，不同類型無線接入系統(tǒng)，不同類型無線接入網(wǎng)絡(luò)，不同基站之間協(xié)作就將會成為普遍現(xiàn)象，而這就將進一步地增大移動終端以超低延遲/時延來快速完成網(wǎng)絡(luò)切換的需求。

快速落地的5G場景

如果說2G、3G、4G的轉(zhuǎn)變實現(xiàn)了業(yè)務(wù)由通信向個人應(yīng)用的跨越，那么4G向5G的轉(zhuǎn)變將成為通信歷史上最重大的變革，實現(xiàn)了由個人應(yīng)用向行業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。萬物互聯(lián)的場景下，機器類通信、大規(guī)模通信，關(guān)鍵性任務(wù)的通信對網(wǎng)絡(luò)的速率，穩(wěn)定性，時延等提出更高的要求，包括自動駕駛、AR、VR，觸覺互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用對5G的需求十分迫切。

同時，智慧能源，無線醫(yī)療，泛娛樂與工業(yè)化等多個領(lǐng)域的5G應(yīng)用整在快速落地，在發(fā)達(dá)市場，供電可靠性預(yù)計為99.999%，這意味著每年的停電時間不到5分鐘，而新興能源微網(wǎng)中的太陽能，風(fēng)力發(fā)電機和水力發(fā)電會為電網(wǎng)帶來不同的負(fù)荷，這就意味著目前的集中供電系統(tǒng)可能難以滿足需求，因為故障定位和隔離可能需要大約2分鐘的時間。

而無線醫(yī)療領(lǐng)域。5G+醫(yī)療在約100家醫(yī)院的不同場景進行探索，包括遠(yuǎn)程會診、遠(yuǎn)程手術(shù)、移動查房，應(yīng)急救援以及院內(nèi)監(jiān)護等，5G提供高帶寬，低時延，大連接的特性。讓移動遠(yuǎn)程診斷，遠(yuǎn)程手術(shù)等成為可能，也將提高醫(yī)院內(nèi)部管理效率。5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬的特性，能夠支持4K/8K的遠(yuǎn)程高清會診和醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的高速傳輸與共享，讓專家隨時隨地展開會診，讓遠(yuǎn)程會診不再只是一種奢望。

后續(xù)

不斷成長的5G

5G將從四個方面由淺入深賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，從工業(yè)企業(yè)OT+IT構(gòu)底層向上層逐步延伸、從輔助功能向生產(chǎn)過程控制逐步延伸，從eMBB向mMTC和uRLLC逐步延伸，從5G無線連接技術(shù)向5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)邊緣計算/網(wǎng)絡(luò)切片/TSN等逐步延伸，5G雖在眼前，但它仍然還處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，也勢必會出現(xiàn)更多更好地促使其成熟、加快落地的新技術(shù)。