定義未來場景

最高下載速度可以達到1.4Gbps、5G打電話更穩定、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用方面的改變外，何以成為全球科技領域關注的焦點呢？

速度并非5G的唯一

從1G、2G、3G、4G到5G，每一代移動通信系統的更迭，對市場用戶而言，最簡單的明顯的莫過于網速的變化及通話質量的改善，5G標準問世以來。關于其速度的討論也從未中止過。最高下載速度可以達到1.4Gbps固然令人感到驚喜，而雷軍烏鎮測5G下載速度為425MbpS的結果又讓那個網友有些小失落。

理論而言，5G網速將比現有的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的高清畫質電影，4G網絡在信號滿格的情況下下載時間需要幾分鐘，而使用5G網絡，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大眾關注的目光，而實際上，5G從指定標準的伊始。就并未單純地位通信和大眾移動互聯網應用準備的，其對于用戶來說更重要的是5G在網絡容量上的提升。它可以承載更多的設備。隨著物聯網革命的不斷推進，5G網絡未來將成為數十億設備的堅強后盾，也將成為物聯網時代的基石。從IOT設備、可穿戴以及車聯網等更廣泛的平臺到VR/AR應用的落地等諸多方面，5G都能成為各領域技術進步的推動力，并為用戶打開更多想象空間，

構筑5G時代的三大應用領域

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

根據未來移動通信論壇發布的《5G白皮書》，從信息交互對象不同的角度劃分，未來5G應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場景是指在現有移動寬帶業務場景的基礎上，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則是物聯網的應用場景，但各自側重點不同：mMTC主要是人與物之間的信息交互。uRLLC主要體現物與物之間的通信需求。

5G時代定義了以下三大應用場景：

eMBB：增強移動寬帶，顧名思義是針對的是大流量移動寬帶業務：

mMTC：大連接物聯網，針對大規模物聯網業務;

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

追求極致用戶體驗的eMBB

在構筑5G時代的三大應用場景中，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獨立組網標準凍結，5G完成了第一階段全功能eMBB標準化工作;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日工信部宣布發放5G臨時牌照，拉開我國5G商用建網的大幕。也讓大眾消費者有望在今年體驗5G通話及上網應用。

5G在設計之初就考慮到eMBB（增強型移動寬帶），大帶寬，高網速讓以“人”為中心的娛樂、社交等個人消費業務的通信體驗得以實現。從3GPP已經凍結的R15標準來看，目前5G標準主要聚焦eMBB，而uRLLC及mMTC會在后續版本R16中進一步完善，以超高清視頻、移動VR/AR為代表的eMBB類場景將是當前5G應用的重點領域，

從5G-eMBB新生業務的角度來看，5G超快的接入速率，將使AR技術得到更加廣泛的應用，許多行業的現場維護與現場服務也將因此受益。以工程師領域為例，借助5G-eMBB網絡和AR技術，那些尚處于培訓階段的工程師，只需通過手中的平板，就能立即獲取相關設備的信息，就能快速做出正確而最優的決策，而不再依賴于需要數年時間培養的經驗與直覺。

此外，5G是低延時原生平臺，進而使能所有eMBB業務與世界零距離的用尸體驗，也是VR/AR第一平臺，再加上AI、區塊鏈等新一代信息技術的融合創新，5G-eMBB必然能夠全方位為人們勾勒出未來數字生活藍圖。

大規模物聯網下的mMTC

5G技術的突破被譽為是物聯網產業的新機遇，與4G網絡相比，5G具有更強大的通信和帶寬能力，可以滿足物聯網應用的高速穩定性和廣泛覆蓋的需求。在構成5G的三大應用場景中，mMTC在物聯網領域具有極強的針對性，

mMTC將在6GHz以下的頻段發展，同時應用在大規模物聯網上，目前，在這方面比較可見的發展是NB-IoT。以往的WiFi，Ziqbee，藍牙等無線傳輸技術，屬于家庭用的小范圍技術，回傳線路（Backhaul）主要都是靠LTE，近期隨著大范圍覆蓋的NB-IoT，LoRa等技術標準的出爐，可望讓物聯網的發展更為廣泛。

低功耗大連接場景主要面向智慧城市，環境監測、智能農業森林防火等以傳感和數據采集為目標的應用場景，具有小數據包、低功耗、海量連接等特點，這類終端分布范圍廣數量眾多，不僅要求網絡具備超千億連接的支持能力，滿足100萬/平方公里連接數密度指標要求。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網領域應用量身打造的一般。

關鍵的功率消耗問題

以智能家居為代表的物聯網領域已經持續多年成為大眾眼中的風口，不過該風口遲遲未能起飛的原因除通信協議及標準混亂外功耗一直都是制約物聯網生態成長的關鍵，畢竟智能交通、智能城市等諸多物聯網細分市場，都需要設備長時勵持續地提供通信與交互，功耗與續航自然成為物聯網應用的關鍵。

由于不少物聯網設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該是功率有效的。相當于設備能夠長時間保持“休眠”狀態，但在需要使用的時候又可以在極端的時間內實現喚醒，單天線設計。半雙工傳輸，窄帶接收、降低峰值功率等元素成為5G-mMT仁的關鍵。從目前5G的標準進展來看，mMTC的標準是爭議非常大的一個領域，預計嚴格按照ITU愿景和需求中針對低功耗大連接場景的標準化工作在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的場景標準化計劃未定，但面對已經產生的低功耗大連接的物聯網需求，總要有相關的技術來支持，而同為3GPP主導的蜂窩通信標準且已經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物聯網家族中.3GPP在2016年發布了NB-IoT標準協議，作為IoT領域一個新興的技術，NB-IoT支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網（LPWAN），NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設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蜂窩數據連接覆蓋。

因為mMTC與NB-IoT雖然在應用領域有所重疊，但mMTC會具備一些NB-IoT沒有的特性，反之亦然。對于智能水表、電表這類應用的數據傳輸量小，對網絡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，未來若有新的物聯網應用，像是穿戴血壓計、心跳計等，能夠直接串聯到醫院，低網絡等待時間就會是相當重要的特性，也是mMTC所能充分發揮的地方。對于終端消費市場而言。mMTC與NB-IoT應該是互補而非替代關系。

助力無人駕駛與工業自動化的URLLC

在5G細分應用領域，URLLC對應的垂直領域很容易吸引大眾關注的目光，畢竟無人駕駛，工業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用：工業應用和控制、交通安全和控制。遠程制造、遠程培訓，遠程手術等，URLLC在無人駕駛業務方面擁有很大潛力，此外，這對于安防行業也十分重要。

工業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。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，5G URLLC有了極大程度的提升。5GURLLC技術，實現了基站與終端間，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實現低時延的主要技術包括：引入更小的時間資源單位，如mini-slot：上行接入采用免調度許可的機制，終端可直接接入信道：支持異步過程，以節省上行時間同步開銷：采用快速自動請求重傳（HARQ）和快速動態調度等，

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

目前，5G URLLC的可靠性指標為：用戶面時延lms內，一次傳送32字節包的可靠性為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絡切換，在現有4G移動通信的安全機制中，在移動終端設備完成網絡切換之前，基站需要計算、發送并接收相關密鑰。

而在將來的5G移動通信網絡之中。基站將是高/超高密集度組網部署的，從而，屆時，不同類型無線接入系統，不同類型無線接入網絡，不同基站之間協作就將會成為普遍現象，而這就將進一步地增大移動終端以超低延遲/時延來快速完成網絡切換的需求。

快速落地的5G場景

如果說2G、3G、4G的轉變實現了業務由通信向個人應用的跨越，那么4G向5G的轉變將成為通信歷史上最重大的變革，實現了由個人應用向行業應用的轉變。萬物互聯的場景下，機器類通信、大規模通信，關鍵性任務的通信對網絡的速率，穩定性，時延等提出更高的要求，包括自動駕駛、AR、VR，觸覺互聯網等新應用對5G的需求十分迫切。

同時，智慧能源，無線醫療，泛娛樂與工業化等多個領域的5G應用整在快速落地，在發達市場，供電可靠性預計為99.999%，這意味著每年的停電時間不到5分鐘，而新興能源微網中的太陽能，風力發電機和水力發電會為電網帶來不同的負荷，這就意味著目前的集中供電系統可能難以滿足需求，因為故障定位和隔離可能需要大約2分鐘的時間。

而無線醫療領域。5G+醫療在約100家醫院的不同場景進行探索，包括遠程會診、遠程手術、移動查房，應急救援以及院內監護等，5G提供高帶寬，低時延，大連接的特性。讓移動遠程診斷，遠程手術等成為可能，也將提高醫院內部管理效率。5G網絡高帶寬的特性，能夠支持4K/8K的遠程高清會診和醫學影像數據的高速傳輸與共享，讓專家隨時隨地展開會診，讓遠程會診不再只是一種奢望。

后續

不斷成長的5G

5G將從四個方面由淺入深賦能工業互聯網，從工業企業OT+IT構底層向上層逐步延伸、從輔助功能向生產過程控制逐步延伸，從eMBB向mMTC和uRLLC逐步延伸，從5G無線連接技術向5G網絡技術邊緣計算/網絡切片/TSN等逐步延伸，5G雖在眼前，但它仍然還處于不斷發展的狀態，也勢必會出現更多更好地促使其成熟、加快落地的新技術。