圖①：5G無人機體驗。圖②：5G+AI鐵路智慧機務系統。圖③：5G微公交。
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制圖：蔡華偉
目前全球97%的人口生活在有移動蜂窩信號覆蓋的地方，說移動通信技術改變人類社會毫不為過。而5G，正是當代移動通信技術的制高點，也是新一代信息技術的重要支柱。
2019年被稱為“5G商用元年”，隨著5G商用牌照正式發放，中國進入5G時代。5G對中國的科技與經濟發展是難得的機遇，將為社會治理、經濟發展和民生服務提供新動能，催生新業態，成為數字經濟的新引擎。
移動通信迭代是中國科技變革和科技創新的縮影
20世紀70年代蜂窩移動通信技術出現以后，中國開始接觸這一高科技領域，但直到20世紀80年代末才正式開通蜂窩移動通信網絡。坦率地說，我國移動通信的起步相對世界領先國家是較晚的。
1G時代，幾萬元一個的“大哥大”，讓普通人望塵莫及。2G時代，國家大力發展移動通信，移動網絡覆蓋率和用戶普及率快速提升，並嘗試推出我們自己的產品，讓普通老百姓用上手機。3G時代，移動通信與互聯網技術全面結合，智能手機興起。中國擁有自主知識產權的TD—SCDMA標准成為3G三大國際標准之一，實現我國百年通信史上“零的突破”。4G時代，我們建成全球最大4G網絡，移動通信全產業鏈發展壯大，華為、中興成為全球領先的移動通信設備供應商，中國電信、中國移動、中國聯通也走在全球運營商前列。
5G是最新一代蜂窩移動通信技術，特點是廣覆蓋、大連接、低時延、高可靠。和4G相比，5G峰值速率提高30倍，用戶體驗速率提高10倍，頻譜效率提升3倍，移動性能達到支持500公裡時速的高鐵，無線接口延時減少90%，連接密度提高10倍，能效和流量密度各提高100倍，能支持移動互聯網和產業互聯網的各方面應用。
截至今天的5代移動通信技術，其發展幾乎遵循“每10年一代”的規律。目前，無論是從基站覆蓋率、手機擁有率，還是光纖入戶率來看，中國移動通信產業與應用水平都走在世界前列，這樣的發展著實不易。從完全不了解移動通信，到發展為移動通信用戶大國、移動通信制造大國、移動通信應用大國，移動通信是新中國成立70多年來科技變革的縮影、科技創新的典范，也是高科技造福人民的代表性行業。
截至2018年3月，中國提交的5G國際標准文稿佔全球32%，牽頭標准化項目佔比達40%，推進速度、推進質量均位居世界前列。值得自豪的是，中國打造了相對完整的5G產業生態。當然，這並不意味中國在產業鏈各個環節都很強，我們還有很多需要努力、需要突破的環節，一些短板也較為突出，特別是在5G毫米波器件與移動終端操作系統等方面，距離世界先進水平還有一定差距。
從消費互聯網到工業互聯網、產業互聯網，5G開啟互聯網下半場
移動通信跟互聯網相伴而行。3G的出現催生智能手機，帶火移動電子商務，同時興起微信等自媒體業務和社交應用。4G激發視頻業務和移動支付，催生社交電商，支撐移動智能搜索和推送業務，點燃共享經濟，加快移動短視頻業務發展。這些互聯網業務跟移動通信的能力、規模、部署息息相關。
5G出現在互聯網發展最需要的時候。中國互聯網用戶數增長速度在下降，移動電話用戶普及率接近天花板，社會生活的快節奏激活了網民對短平快新業態的追求，提速降費減輕了寬帶上網的資費壓力，短視頻、小程序風頭正起，但還是很難擔當互聯網新業態的大任。互聯網下一步發展需要新動能、新模式來破解難題。被看作互聯網下半場的工業互聯網目前剛起步，它的新動能還不足以彌補消費互聯網動能的減弱，現在處在互聯網發展新舊動能的接續期，在消費互聯網需要深化、工業互聯網需要起步的時候，5G來得正好。
相比前4代移動通信技術，5G最重要的變化是從面向個人擴展到面向產業。如果說5G的商用前期還是以消費互聯網為主，擴大移動互聯網在消費領域的優勢﹔那麼，商用后期將發力產業互聯網，在工業等各行各業大展身手，由此才有一種說法——“4G改變生活，5G改變社會”。5G將與實體經濟產業協同發展，實現共贏。
相比我國快速發展的消費互聯網，工業互聯網的門檻要高得多。消費互聯網終端品種簡單，使用門檻低，易普及、易升級，而工業互聯網涉及生產設備類型多，業務鏈條長、服務模型復雜，對響應速度、可靠性和安全性要求高。要想將工業設備聯網，布放光纖存在困難，使用無線聯網又存在擴展性低、低速率和抗干擾弱等問題，隻有高可靠、高帶寬、大連接的5G才能適應工業互聯網要求。以上海飛機制造有限公司為代表，中國現在已經出現將工業互聯網深入應用的企業，顯著証明5G技術對提升產品質量、提高生產效率非常有幫助。
5G推動新一代信息技術融合，成為未來數字經濟增長新引擎
5G技術目前主要有三大應用場景。一是增強移動寬帶，提供大帶寬高速率的移動服務，面向3D/超高清視頻、AR/VR（增強現實、虛擬現實）、雲服務等應用。二是海量機器類通信，主要面向大規模物聯網業務，智能家居、智慧城市等應用。三是超高可靠低延時通信，將大大助力工業互聯網、車聯網中的新應用。
需要看到，5G商用處在大數據、人工智能、雲計算、區塊鏈等新技術發展勢頭正旺時期。信息技術作為通用技術已經滲透到社會生活和生產的方方面面，其中移動通信技術使用普及率最高，而5G作為新一代移動寬帶傳輸技術，構成各種信息技術與各類垂直產業技術無縫融合的通道，大大擴展移動通信的應用廣度與深度，成為新技術應用的關鍵基礎設施和新技術發展的催化劑。超高清視頻和AR/VR因為5G而激活，物聯網和人工智能因為5G而無縫融合，AI跟IoT（物聯網）結合形成AIoT，將開啟智聯網時代。工業互聯網會因為5G而突破傳輸瓶頸，車聯網會因為5G而大大加速。
把應用5G技術的VR攝像頭放在鏡子上，人們可以“試穿”衣服，大大優化網絡購物體驗。5G+雲端搜索匹配，讓你馬上知曉心儀商品的生產公司、面料、價格甚至打折信息。就餐時對著菜譜“掃一掃”，可以看到廚師加工菜品過程。即將到來的北京2022年冬奧會上，在運動員頭盔、雪橇等裝備布置5G終端傳感器，將更好捕捉實時場景，讓觀眾直觀感受冰雪運動的“速度與激情”。8K電視、智慧城市、遠程醫療、自動駕駛……可以說，5G一方面引領技術創新，另一方面也將拓展這些新技術的業務應用。從移動通信技術發展歷史來看，許多我們曾經難以想象的應用場景都是在網絡能力具備后產生的。未來5G一定會催生出我們目前想象不到的新應用。
據估計，到2025年中國將擁有4.3億個5G連接，中國移動用戶使用5G比例將達到28%，將佔全球5G總用戶量的1/3，中國將成為全球最大5G市場。5G將與人工智能、大數據、移動互聯網、物聯網、雲計算等協同融合，大幅豐富數字產業的業態和數字終端的類型。5G、AI、工業互聯網三足鼎立，將支撐整個數字經濟的快速發展。就GDP（國內生產總值）而言，據國際知名咨詢公司預測，到2035年，5G會帶動全球GDP增加7%，帶動中國增加GDP超過1萬億美元，還會使中國新增將近1000萬的就業崗位。總之，5G對經濟增長影響預計是很大的。
5G的出現，對我國科技和經濟發展來說是難得機遇，圍繞5G技術和產業的國際競爭，對我們也是嚴峻挑戰，創新正在路上。5G技術是我國邁進新時代的代表性成果，相信在科學技術方面，會有更多這樣的技術產生，賦能高質量發展。
（作者為中國工程院院士）
推薦讀物：
1.《深入淺出5G移動通信》：劉毅、劉紅梅、張陽、郭寶編著﹔機械工業出版社出版。
2.《5G社會：從“見字如面”到“萬物互聯”》：翟尤、謝呼著﹔中國工信出版集團、電子工業出版社出版。
3.《LTE教程：原理與實現（第2版）》：孫宇彤編著﹔中國工信出版集團、電子工業出版社出版。
