全國政協委員 臧繼輝

近年來，5G一詞的熱度一直居高不下，相信大家在對5G移動通信技術充滿期待的同時，也存在很多疑問。比如，G的含義是什么？何為5G？它與4G有何關聯？采用了哪些關鍵技術？在生活中5G有哪些應用場景？它又會怎樣改變我們的生活呢？

G的含義是什么？何為5G？

移動通信技術名稱中的“G”，與我們平時常說的多少G流量或者多少G的速率是不同的，在這里它并不是一個數量單位，而是英文單詞Generation的簡寫形式，意為“代”。5G意為第五代移動通信技術，英文是“the 5th-Generation Cellular Network Technology”，即提供寬帶接入的第五代蜂窩網絡技術，它是繼2G、3G、4G系統之后的發展延伸，是目前最新一代無線通信技術。

從電磁波到5G前夜

1896年，無線電之父——意大利人馬可尼實現了人類歷史上首次無線電通信，他發送的無線電信號穿越了英吉利海峽，標志著人類已經正式推開了無線通信時代的大門。此后的時間里，無線通信似乎進入了“蟄伏期”，一直未取得新的劃時代成果，直到上個世紀70年代又迎來了大爆發。1973年4月，馬丁·庫帕發明了世界上第一部真正意義上的手機，標志著人類敲開了全民無線通信時代的大門。

1980年，1G的經典產品——大哥大，逐漸走入了人們的生活。1G的主要作用是實現了語音通信。然而，由于1G信號非常不穩定且用戶承載量非常有限，于是，1990年前后，我們迎來了2G時代，相比于1G，其信號質量和用戶承載量均有所提升。到了20世紀末，人們對于手機的需求不再僅僅局限于通話，于是，以多媒體業務需求為牽引、以CDMA（碼分多址）為核心技術的3G時代悄然來臨。CDMA的基本思想是靠不同的地址碼來區分的用戶地址，它使得網絡速率和用戶承載量都大幅提升，完全能夠滿足公眾的基本多媒體業務需求。2010年后，我們迎來了4G時代，其理論速率可達百兆量級且傳輸非常穩定可靠，幾乎可以滿足所有用戶對于高速高質量無線業務的需求。

概括地講，1G出現了移動通話，2G普及了移動通話，3G實現了網上沖浪，4G實現了高速率網上沖浪。從1G到4G，是系統容量、安全性、穩定性的不斷提升，最終，讓通信從少數人的特權變成了所有人的福祉。

5G的關鍵技術有哪些？

話接上文，4G問世10年后，到了2020年，5G在我國正式商用，這意味著全民5G時代已經悄然來臨。5G網絡采用了很多新的無線通信技術，其中比較有意思的是多天線技術和設備間直連。

關鍵技術1：多天線技術

多天線技術就是我們常聽到的MIMO，意為“多進多出”（Multiple-Input Multiple-Output），多根天線發送，多根天線接收。在4G時代，就已經有MIMO了，但是天線數量并不多，只能說是初級版的MIMO。到了5G時代，MIMO技術日臻成熟，變成了加強版的Massive MIMO（Massive意為大規模的、大量的），學名是“大規模天線陣列”。也就是說，5G時代天線數量不是按根來算了，而是按“陣”，或者說天線是成片成片的，這相當于為基站和用戶之間建立了眾多通道，使得網絡用戶承載量呈指數級增長。通俗地講，每個人都可以把自己的手機、平板、筆記本電腦、臺式電腦等所有設備全部接入5G網絡而絲毫不會影響上網體驗。

關鍵技術2：設備間直連

5G時代，同一基站下的兩個用戶進行通信，通信數據將不再通過基站轉發，而是直接手機到手機，學名是D2D，即Device to Device（設備到設備）。通俗地講，就是“沒有中間商賺差價”，這樣，就節約了大量的空中資源，也減輕了基站的壓力。說到這里，可能有朋友要問了，這樣是不是就不用交話費了？那你就太天真了，雖然你傳輸的消息不通過“中間商”了，但是控制消息（保證你傳輸的消息不出錯的消息）還是要通過“中間商”來傳遞的，因此你依然占用了公共資源，還是要付錢的。

5G有哪些應用場景？

與2G萌生數據、3G催生數據、4G發展數據不同，5G是跨時代的技術。除了更加極致的網速體驗和更大的傳輸容量外，5G將開啟“萬物互聯”的物聯網時代，其影響力會滲透到各行各業，對我們的生產生活產生深遠影響。國際電信聯盟為5G定義了eMBB（增強移動寬帶）、mMTC（海量大連接）、URLLC（低時延高可靠）三大應用場景。

eMBB（增強移動寬帶）——我們平時常見的8K高清直播、VR/AR沉浸式體驗館等，是eMBB的典型場景。這類場景對通信帶寬和時間延遲的要求極高，對于普通人而言，eMBB場景的普及推廣將大大改善我們的線上辦公、學習和娛樂的體驗，“卡頓”一詞將逐漸淡出我們的網絡生活。

mMTC（海量大連接）——當前非常火爆的電子政務、智能交通、智能電網、云計算、全套智能家居等，是mMTC的典型場景。這類場景對連接密度要求較高，海量的設備將集中交接在較小的范圍內。例如，在下班到家前，你可以通過5G手機遠程控制家里的智能熱水器提前燒好熱水，也可以遙控智能空調提前調節好室溫，還可以通過智能攝像頭看一看家中無人照料的寵物。隨著mMTC場景的延伸部署，智慧城市、智能家居、視頻監控、遠程控制等將會給我們每個人都帶來“動一動手指，觸碰的是整個世界”的美好體驗。

URLLC（低時延高可靠）——你也許看到過外科醫生遠程給病人做精密手術，也看到過一輛無人駕駛的汽車靈活地穿梭在城市的大街小巷，還看到過工業生產線上智能機器人之間分毫不差地密切協作，這些都是URLLC的典型場景。可以預見的是，URLLC場景的普及化，將深刻改變社會產業結構和人力資源結構，人在社會中的角色和作用將會發生一些微妙的變化，信息技術越來越成為社會發展的重要驅動力量。

未來通信，路在何方？

實際上，通信技術并不神秘，5G作為當前通信技術皇冠上最耀眼的寶石，也不是什么遙不可及的創新革命技術，它更多是對現有通信技術的融合與演進。站在時代的轉折點，我們看到：電磁學作為現代通信技術的理論根基，已經有130多年的歷史；偉大數學家、通信學家香農先生提出香農公式也有70余年，在通信領域無數人的接力下，已經在逼近理論極限。如何在科學原理的范疇內，進一步發掘通信的潛力，是通信從業者們孜孜不倦的追求。相信在不久的將來，一定會有偉大的科學家，帶領我們沖破穹頂，迎來新世界的曙光。

（作者系北部戰區某部總工程師）