5G技術的發展與運用

王文杰

（江西財經大學， 江西 南昌 330013）

1 5G技術的特點

未來的行業場景更加豐富，例如需要更大流量和更大寬帶場景的AR技術，需要機其低延遲網路的無人駕駛技術，以及需要網路海量連接的物聯網時代。這都是4G技術不能滿足的，而5G變革方向就是進行行業數字化，提供具體的行業場景服務[1]。

1.1 增強型移動寬帶

5G技術主要在兩方面進行革新，一是擴大覆蓋范圍，二是提升網絡容量。按照計劃能夠在人口密集區為用戶提供1 Gbps用戶體驗速率和10 Gbps峰值速率，在流量熱點區域，可實現每平方公里數十Tbps的流量密度。所謂的擴大覆蓋范圍就是有更強的信號，比如現在很多偏遠地區信號覆蓋不到或者說信號不好，又比如在人多的大商場，體育場，工業區等場所信號遲緩，5G可以實現更好的信號，提供更優質的網絡體驗。提升網絡容量可以實現多設備大數據共享，最直接的感受就是個人網速更快。

這兩項技術改善的最直接效果就是無論人們在何處，都能使用移動寬帶，而且更快更穩定。

1.2 低延遲高可靠

5G技術采用了“自包含集成子幀”、可伸縮傳輸時間間隔這類新技術，相比較4G網路而言，延遲顯著降低，5G技術將實現低于1毫秒的延時，可靠性方面也遠遠高于4G。

做個簡單對比，5G提出的是毫秒級別的端到端延時，理想狀態下延時為1 ms，普通狀態下為5～10 ms左右，而我們目前用的4G網路，理想狀態下是10 ms左右，普通狀態下是50～100 ms。

1.3 海量物聯網

5G網絡技術將使“萬物物聯”成為現實。5G采用的是大規模天線陣列、超密集組網、新型多址、全頻譜接入技術，用來滿足各種場景化的需求。現在提出物聯網即“萬物物聯”，而海量物聯網指的是在1 km2的范圍內，至少實現100萬臺設備在同時連接使用。這數據看起來很難實現，但其實物聯涉及的是簡單的設備，所涉及的信息傳輸量也不大，5G的低頻頻段帶寬就能滿足這一需求。5G技術在低頻衍射能力和覆蓋范圍方面做出改進，不僅解決了偏遠地區信號不好的問題，同時也為地下信號提供了可能。

5G技術可以實現利用局部網路或互聯網等通訊技術把傳感器、控制器、機器、人員等聯在一起，形成人與物、物與物相聯，實現信息化、遠程管理控制和智能化網路[2]。

2 5G技術未來的應用領域

2.1 日常生活

最近提出“碎片化”概念，娛樂碎片化也受到人們的追捧。由于受到互聯網企業的影響，各大運營商陸續推出定向流量卡和流量全免等業務，例如騰訊大王卡，可以支持騰訊旗下軟件流量不限。而5G的變革，將會加大這種趨勢，5G技術會讓觀看在線視頻更加輕松，網絡游戲更加順暢，會吸引更多的公司去研究和開發新的娛樂方式。甚至可以大膽猜想，5G的到來可能會淘汰電子書與文字讀物，因為目前很多文字讀物都被加工成音頻視屏等內容，而5G可以讓觀看視屏更加方便。到那時，網絡視頻將會異軍突起，相應的視頻會員收費模式將會有巨大前景。5G技術的到來，我們日常生活娛樂將會有更大的發展前景和投資價值。

2.2 虛擬現實（VR）領域

VR技術的畫質要求很高，需要極高像素分辨率，還要刷新率平穩。你轉頭觀看時，視線里的景色實時變化，電腦處理像素也跟著不停變化。在軟硬件方面，現在VR技術還不能做到完美。比如我們手機攝像頭的像素往往只有1 000萬，遠遠滿足不了VR技術所需4K以上的像素要求。

目前一般的手機電腦配置很難支持VR技術。顯卡不給力，頻率會降低，嚴重的還會卡頓。現在的VR廣角通常只有110度，還無法給人“身臨其境”感覺。VR廣角將來一定會擴張到200度（人的視角），那樣對像素和內存的要求顯然更高。圖像處理之外，還需要很高的聲音處理技術和很高的流量才能滿足虛擬現實的要求。以目前4G網絡，只能做到簡單處理，很難讓人感到舒適，身臨其境。

5G時代，VR會不會像手機那樣，成為全民必需品呢？我覺得暫時還不會。首先VR的應用場景還有很多地方是盲區，目前可以想象的應用場景還比較少。此外，5G還達不到VR技術的需求，也許還要到6G、7G，甚至更遠。VR作為被寄予眾望的科技浪潮，5G應該只是起跑跑道。未來，VR的大發展肯定會超越5G時代，這是毋庸置疑的。

2.3 無人駕駛

4G網絡流量比較小，現在只能滿足一定范圍內的手機接入。等到5G時代后期，網絡接入能力遠遠大于現在，甚至出現1000倍以上。舉個例子：100萬個網絡連接卻只集中在1平方公里的范圍內。除數十萬臺的手機和智能終端，汽車將是最主要的終端。我們目前使用4G網絡，端到端時延的極限是五十毫秒左右，還很難實現遠程實時控制。在5G時代，端到端的延時只需要1 ms，這比人的反應還快，足以滿足智能交通乃至無人駕駛的要求。

無人駕駛領域收到很多公司企業的追捧。谷歌、百度公司，都已經研發無人汽車，新興的滴滴公司也在和福特汽車合作，希望通過網約車，一舉占領市場份額。可以說，各種軟硬件的研發，市場的鋪排，都已經全面就緒[3]。

一些汽車評論員認為，無人駕駛汽車的出現，將是“漸進式進步”，從人的駕駛，到人的指揮（語音指揮，意識指揮），再到全面的無人駕駛。但現在的技術發展很大可能促進無人駕駛的進步，將是一步到位，拆掉方向盤和油門剎車踏板，變成純粹的無人駕駛。原因在于：后5G時代到來，汽車上路的所有信息，都可以由實時云終端運算。

2.4 無人機領域

5G技術具備低延時、高可靠性和反應快三個典型特征，可以滿足無人機的技術需求，保證無人機的一系列操作。還有無人機上的高清攝像頭和傳感器套件需要5G移動寬帶的大數據處理能力。

2018年4月份，中國電信與華為公司合作，宣布在深圳完成5G無人機首飛實驗，這是國內第一個利用5G技術成功運用在無人機領域的案例，成功實現了無人機360°全景4K高清視頻實時傳輸。

雖然目前無人機領域還只是局限于拍照和游戲階段，相信不久的將來將會運用在商業和工業。例如亞馬遜曾經實現無人機送貨，國內也有很多消息宣傳無人機應用商業領域。另外，政府也越來越傾向于無人機領域，例如用來公安偵破、搜救巡邏和跟蹤調查等，無人機被大規模運用未來可期。

3 結語

隨著通訊技術的告訴發展，5G時代的到來只是時間問題。5G技術目前是全球的熱點，一旦技術成熟、標準確立，不僅極大豐富人們的日常生活，而且能帶動一系列高新技術領域的發展。因此，業內利用5G這個風口，進行相應的產品和服務設計，將5G技術工業化和商業化。

[1]薛曉勇.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].中國新通信，2015，17（8）：115.

[2]余莉，張治中，程方，等.第五代移動通信網絡體系架構及其關鍵技術[J].重慶郵電大學學報（自然科學版），2014，26（4）：1-7.

[3]錢志鴻，王雪.面向5G通信網的D2D技術綜述[J].通信學報，2016，37（7）：1-14.