淺析5G 的典型行業應用需求

伍秀梅

（中國移動通信集團廣東有限公司清遠分公司，清遠 511518）

1 引言

5G 是第五代移動通信網絡的簡稱，工信部于2019年6月6日向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放了四張5G 商用牌照，這意味著5G 將很快會走入我們的生活，給我們的日常帶來極大的改變。

目前各大運營商已經在密鑼緊鼓地建設5G 網絡當中，中國移動計劃2019年建設超過5萬個5G 基站，中國電信計劃5G 建設初期將在全國40個城市建設5G 網絡，中國聯通計劃2019年在7個特大城市、33個大城市提供5G 網絡覆蓋。

根據GSMA 預測數據，預計2025年全球5G 連接數為13.6億，滲透率14%，其中中國的5G 連接量預計為4.54億，滲透率預計在30%左右。隨著數十億終端接入到網絡，如何對這些瞬息間產生的多樣化海量數據進行實時、高效和安全的收集、傳輸、分析、分享和運用，將是5G 商用之后的重大課題，也給行業帶來了很多的成長機遇。因此，5G 的行業應用場景非常廣闊，具有無限的商機。

2 5G 的優勢分析

2.1 5G 與4G 的區別

與4G 相比，5G 在關鍵性能指標方面具有更大的優勢和更好的體驗，主要體現在如下八個方面：一是峰值速率更快，5G 峰值速率達到10-20Gbps，比4G 提升了10-20倍，二是用戶體驗速率更高，5G 可達到0.1Gbps-1Gbps，比4G 提升了10-100倍；三是流量密度更高，5G 為10Tbs/km2，比4G 提升了100 倍；四是空口時延更低，5G 的端到端時延達到1ms 級，比4G 提升了10倍；五是連接數密度更高，5G 每平方公里可聯網設備數量高達100萬個，比4G 提升了10倍；六是移動性更優，5G 支持時速高達 500km 的通信環境，比4G 提升約1.4倍；七是網絡能效更好，5G 的網絡能耗比4G 提升了100倍；八是頻譜效率更高，5G 比4G 提升了3-5倍。

2.2 5G 的優勢分析

5G 具有增強型移動寬帶能力、高可靠低時延通信能力及大連接物聯網能力，體現了其突出的優勢：更大帶寬、更低時延、更多連接、更加可靠。這些優勢，能夠很好地滿足人類社會不斷增長的大數據、人工智能及萬物互聯的需求，能夠解決很多以前的通信技術無法克服的困難，從而進一步加快了5G 的技術發展進程和商用步伐。

在業務指標和網絡性能方面，5G 對比以前的幾代通信技術，都有很大的突破和提升。專家是這樣比喻的，如果把2G、3G、4G 幾代移動通信技術比作不斷把路修寬，5G 則是利用技術在繼續修寬高速路的同時，對路進行規劃，實現分流，提高利用效率。同時，5G 的移動邊緣計算和網絡切片技術，能為運營商帶來全新的商業模式和市場機會，也能夠為各行各業帶來多樣化應用服務。

3 5G 的典型行業應用需求分析

3.1 5G 行業應用需求概覽

3GPP 定義了技術需求驅動的5G 三大類應用場景，一是eMBB 即增強型移動寬帶，二是mMTC 即海量機器類通信，三是uRLLC 即低時延高可靠通信。其中eMBB 場景主要面向以“人”為中心的娛樂、社交等個人消費業務的通信體驗，適用于高速率、大帶寬的移動寬帶業務；mMTC 主要滿足海量物聯的通信需求，面向以傳感和數據采集為目標的應用場景；uRLLC 則基于其低時延和高可靠的特點，主要面向垂直行業的特殊應用需求。

3.2 5G 行業應用需求

根據需求用戶類型進行劃分，5G 典型應用場景可以分為以下三個大類：第一個大類是個人/家庭領域（B2C/B2H）），具體的場景包括：沉浸式娛樂、全景高清直播、海量流媒體等；第二個大類是行業領域（B2B），具體的場景包括：智能交通、智能物流、智能制造、遠程醫療等；第三個大類是公共領域（B2V），具體的場景包括：安全監控、災難監控、緊急通信、應急救援等。以下將對部分較有代表性的5G 典型應用場景進行簡要的分析：AR/VR、車聯網、遠程醫療、聯網無人機。

3.2.1 AR/VR

AR 是增強現實的縮寫、VR 是虛擬現實的縮寫，AR/VR 是利用現代化科技對“現實”的再造和補充，通過近眼現實、感知交互、渲染處理、網絡傳輸和內容制作等技術相互融合，可以突破視野、空間、身份、時間等方面的限制，為人類帶來全新的感知體驗。

5G 通信能力及其支持高移動性和廣域覆蓋的特點，能滿足無線AR 和VR 所需的增強移動寬帶數據率和低延遲。一方面，5G 的移動性可以讓AR/VR“無繩化”，使得AR/VR 可以隨時隨地，無處不在；另一方面，5G 具有的高速率和低時延優勢能打破AR/VR 在傳輸方面的屏障及消除AR/VR 在使用過程中的眩暈感，提升用戶體驗感知。

3.2.2 車聯網

車聯網是5G 低時延、高可靠場景中最為典型的應用之一。由于車輛在高速運行中要實現碰撞預警功能并實現緊急剎，同時需要支持高速運行基礎上的高可靠性以保證安全駕駛，因此更低時延和更高可靠性的5G 技術才能滿足車聯網的需求。基于5G 實現的無人駕駛和智能交通能提供高速地圖傳輸、泊車、防碰撞、AR 導航等服務，將對人們的生活和工作帶來巨大的改變。

對于無人駕駛，人們最大的擔憂是安全問題，特別是緊急剎車能否快速響應是非常關鍵和重要的因素。專家測算的無人駕駛剎車智能控制反應距離，4G 技術可以實現1.4米緊急剎車，而5G 技術則可以實現在2.8厘米內緊急剎車。所以5G 能夠很好地解決緊急剎車的安全問題，甚至比人工駕駛更為安全、更為準確和更為高效。另外，5G 還可以解決無人駕駛所需要的對高精度地圖的定位需求，以及對道路標線、交通標志等信息實時采集、上傳云端并快速下達指令等方面的無人駕駛需求。所以，以前在科幻片才可以看到的無人駕駛場景很快就可以實現了。

3.2.3 遠程醫療遠程醫療應用也有很大的市場拓展空間。一是通過5G 和物聯網技術可承載醫療設備和移動用戶的全連接網絡，提升醫護效率；二是5G 可實現視頻輔助診斷與控制的遠程化，借助5G、人工智能、云計算等技術，醫生可以為患者提供遠程實時會診、應急救援指導、遠程手術等；三是5G 可實現AI+移動診療，患者可以通過便攜式5G 醫療終端與遠程醫療專家進行溝通，隨時隨地享受醫療服務。遠程醫療將可以為醫院、醫生和患者都帶來極大的便利，并造福整個社會。

2019年3月16日，海南的神經外科專家通過5G 網絡實時傳送的高清視頻畫面，為3000公里以外中國人民解放軍總醫院的一位患者，完成了一起基于5G 的遠程人體手術——帕金森病“腦起搏器”植入手術，這是一起遠程醫療應用的成功案例。在此之后，這類型案例已經開始了很多的應用。

3.2.4 聯網無人機

聯網無人機應用的應用領域非常的廣闊，特別是在農業（農藥噴灑、信息測繪）、巡檢（電力巡檢、基站巡檢等）、安防（治安巡邏、消防監控等）、物流（快遞）等方面都能帶來極大的應用價值。5G 可以滿足聯網無人機所需要的超高清圖視頻傳輸、低時延控制、遠程聯網協作和自主飛行等重要能力需求，因此能滿足低空固定飛行區域的應用，提高巡檢、安防、物流等作業效率、提高定位精準度并極大地節約成本，實現未來低空數字化。

2019年1月9日，京東物流在四川廣安營業部的無人機常態化運營正式開啟，尤其是對于跨越山區等復雜地域的物流配送，無人機能極大地降低配送成本，并保障配送安全。

4 結束語

對比以往的通信技術，5G 具有更快速度、更多連接、更低時延、更高可靠等核心優勢，能滿足高帶寬、低時延等方面的應用場景需求，而且5G 的無線性使得應用具有更高的靈活度。5G和云計算、物聯網等技術的融合，以及在各行各業的融合應用，將實現智能家居、智能交通、智能工業、智能安防等，從而打造高效的智能社會。可以預見在不久的將來，5G 將會帶來“萬物互聯”的全新機遇，徹底地改變我們的生活和工作方式。