5G技術未來發展與應用設計

摘 要：5G是當下最熱門的話題之一。本文通過了解5G現狀和對5G普及問題的社會調查，分析5G未來發展，并設計5G未來在交通、醫療、農業、教育、金融等領域的應用，希望本研究對5G未來發展趨勢研究有一定的幫助。

關鍵詞：5G;發展研究;應用設計

0 引言

5G的呼之欲出，預示著萬物互聯時代的降臨。超高的傳輸速度、超低的傳輸延遲使5G成為“十三五”期間國家重點支持的產業，隨著華為在5G通信技術方面展現出世界最先進的水平，中國也成功在5G領域占得先機。5G的未來發展與應用領域備受關注，全世界都在矚目5G能徹底改變人類的生活。

1 5G市場的現狀和普及調查

2019年10月31日，中國國際信息通信展覽會上，工信部副部長宣布5G商用正式啟動。在北京，首位5G用戶正式誕生，標志著5G已經正式面向市場。據權威數據預測，2019年會有30多個5G移動終端上市，5G預約用戶也達到了千萬級別，所以5G真的完全進入我們的生活了嗎？答案是否定的。2019年5G手機的市場份額不足1%，預計到2020年也不會超過10%，究其原因是5G手機普遍定價太高，且5G的高速度帶來了5G流量的大消耗，5G的套餐費用也比4G有了很大程度的提高，同時5G還沒有真正實現全覆蓋，雖然建立了上千個基站，但還不如4G的覆蓋面。

筆者針對2019年5G市場的普及情況，在全省各地向不同年齡層次的人群發放問卷1365份，去掉部分無效問卷，最終回收有效問卷1102份，有效回收率80.73%，內容涉及5G的一些預測、問題、應用等方面。另外對有效問卷，通過SPSS軟件進行分類匯總，得到如下結果：

1.1 最早接觸的網絡

在這次調查中，最早接觸的網絡是1G的占比僅為1.63%，最早接觸2G的占比92.92%，最早接觸3G的占比5.45%，可見絕大多數人都是在2G時代開始使用互聯網的，也是一代梟雄諾基亞的見證者。1G是大哥大時代，通信技術還沒有成形，且價格昂貴，因此使用過的人極少。

1.2 5G速度

使用5G下載一部大小為500M的電影需要多久？問卷結果顯示，451人認為1S以內就可以完成，占比40.93%;587人認為需要5S，占比53.27%;認為需要10S的僅為64人，占比5.80%。可見大多數人都非常看好5G的速度，認為其可以形成質的飛越。

1.3 5G吸引力

5G產品誕生多久后會更換成5G產品？調查結果顯示，立馬愿意更換的僅為8.89%，3～6個月更換的為31.76%，1年及以上更換的為59.35%，追問其緣由，大部分受訪者表示，5G效果還沒有達到最好的狀態，套餐價格高，覆蓋面還不夠廣，狀態不穩定，還需要等待一段時間。

2 5G未來的應用設計

5G通信技術具有高容量、低時延、低能耗、泛在網等優勢，未來可以應用在交通、醫療、農業、教育、金融等領域。

交通：交通方面主要是車聯網中的無人駕駛領域。無人駕駛就是基于計算機系統，通過車載傳感器感知周圍的道路情況，通過模擬器修正規劃的路線、方向、速度，從而實現無人操控的自動駕駛行為，需要的就是在同一時空內所有的設備連接進入互聯網從而統一進行管控，對容量的要求非常高，所有的汽車、路障、行人等都需要在系統中出現，避免感知不到而做出錯誤判斷的不良后果。同時要及時反饋感知到的數據，路面的狀況復雜，一旦有延遲，就會發生交通事故。5G的低于10ms的延遲可以使車輛互聯溝通做得更好，從而解決道路擁堵、停車難等問題。

醫療：醫療方面主要運用在一些AR外科手術中。比如之前的開放式脊柱的外科手術，外科醫生需要較大的切口才能很好地觀察到需要手術的脊柱情況，而通過AR，只需微小的創口，然后通過成像的方式做手術，大大減輕了軟組織損傷、失血等情況，外科醫生通過智能眼鏡可以看到設備預定的放置修復部位，比人的觀察準確得多，同時AR技術可以讓人體呈現360度的3D圖像，醫生可以根據精準的成像來預估手術情況。同樣，在一些關鍵的大手術中，AR技術需要5G的低時延的幫忙，負責一次微小的延遲就有可能導致大量失血和手術失敗。精準的成像技術以及自動評估技術可以避免醫生因為經驗不足或把握不準導致的修復達不到預期的情況。同時有些手術的時長達到兩天，經常有報道稱醫生大手術結束后直接睡在手術室，因此儀器續航也十分重要，低能耗可以增加機器的續航時間，大大提高手術的成功率。

農業：農業方面主要運用在種植和監測方面。現今人力勞作時代已經慢慢過去，大規模機械化的時代已經來臨，農業上首先需要把控當前的溫度濕度，大棚的生產尤其如此，還有土壤的酸堿度、墑情都會影響產品的產量。5G技術可以精準地監測這些地區的不同作物，其泛在網功能可以監測各種地形的各種作物，同時低能耗可以降低監測的能耗，從而延長監測的時長。運用5G，可以判斷作物生長情況和病蟲害情況，降低人工使用率，實現智能化的種植、管理、采摘活動，按照標準嚴格執行，從而生產出讓人放心的產品。

教育：教育方面主要運用在教學管理上。5G技術的開發有助于教育模式的轉變，學生不需要到校就可以完成教學。老師可以通過遠程教學實現虛擬課堂，多維度的空間讓教師可以自己發揮，同時也可以檢測學生的學習情況。課后的練習也進入了智能化評閱模式，形成智能管家，系統精準地評估學生的各項素質。教育資源的分布不均問題也可以得到解決，學生通過5G網絡可以收看來自全球各地的視頻課堂內容，從不同學校的圖書館借閱或下載圖書資源，還可以獨立進行虛擬科學實驗，避免操作失誤帶來的風險，學生可以自主學習。

金融：金融方面主要運用在大數據的搜集和管理上。5G速度快、延時低，可以簡化金融類的交易流程，同時大數據的搜集更加精準，可以更好地控制一些風險，無論是投資人還是被投資人都可以將風險降到最低，減少全球性的金融危機。另外5G技術也可以增加金融行業的安全性，移動支付是時下最重要的支付手段，但移動支付的弊端近些年也凸顯出來，安全性能不足成為了最致命的環節，而5G技術可以通過加密的方式杜絕一些假冒的賬號、用戶，加密傳輸保證了數據的安全性。

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作者簡介：黃文澤（1998—），男，江蘇南京人，本科生。

指導老師：鐘馬