導(dǎo)讀

中國5G時代真的來了！通過15個問題，IMT-2020（5G）推進組帶你看懂5G。

綜合篇主要回答什么是5G，5G三大場景，5G關(guān)鍵性能指標，5G能為普通用戶帶來哪些新的體驗以及5G對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響。

技術(shù)篇聚焦5G技術(shù)標準進展情況，與4G相比，5G的優(yōu)勢以及5G核心網(wǎng)技術(shù)有哪些突破，5G是否有TDD和FDD模式以及5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對光纖承載網(wǎng)的挑戰(zhàn)。

應(yīng)用篇回答了全球5G應(yīng)用的進展情況、5G與高清視頻、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療融合會給用戶帶來哪些新體驗。

綜合篇

1、什么是5G？

全球移動通信每十年出現(xiàn)新一代革命性技術(shù)。

1G實現(xiàn)了模擬語音業(yè)務(wù)；

2G完成了從模擬制式向數(shù)字制式的轉(zhuǎn)變，主要支持語音以及短信等低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；

3G采用了碼分多址（CDMA）接入方式，實現(xiàn)了對移動多媒體業(yè)務(wù)的支持；

4G以多輸入多輸出（MIMO）以及正交頻分多址接入（OFDM）為核心技術(shù)，開啟了移動互聯(lián)網(wǎng)新時代。

5G從移動互聯(lián)網(wǎng)擴展到移動物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，服務(wù)對象從人與人通信拓展到人與物、物與物通信，將與經(jīng)濟社會各領(lǐng)域深度融合，引發(fā)生產(chǎn)生活方式的深刻變革。

2、5G的三大場景是什么？

2015年國際電信聯(lián)盟（ITU）為5G定義了三大應(yīng)用場景：

增強移動寬帶（eMBB）主要面向移動互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長，為移動互聯(lián)網(wǎng)用戶提供更加極致的應(yīng)用體驗；

超高可靠低時延通信(URLLC)主要面向工業(yè)控制、遠程醫(yī)療、自動駕駛等對時延和可靠性具有極高要求的垂直行業(yè)應(yīng)用需求；

海量機器類通信（mMTC）主要面向智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的應(yīng)用需求。

5G三大應(yīng)用場景將全面支撐新模式、新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新發(fā)展。

3、5G的關(guān)鍵性能指標是什么？

與4G相比，5G應(yīng)用場景更加豐富，關(guān)鍵性能指標也更加多樣化。

我國對5G需求開展了深入研究，提出了5G之花，包含9大性能指標的5G關(guān)鍵能力指標體系，除成本效率指標外，其他8個關(guān)鍵性能指標都被ITU采納，即用戶體驗速率、流量密度、峰值速率、連接數(shù)密度、空口時延、移動性、頻譜效率和能量效率，其中最突出的三個性能指標是用戶體驗速率、空口時延和連接數(shù)密度。

5G用戶體驗速率可達100Mbps至1Gbps，是4G的10倍以上；

空口時延低至1ms，是4G的1/10；

連接數(shù)密度可達到100萬連接/平方公里，在同等頻譜資源條件下達到4G的50倍以上。

5G實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能新的躍升，開啟萬物互聯(lián)、帶來無限遐想的新時代。

4、5G能為普通用戶帶來哪些新的體驗？

對于普通用戶而言，通過4G網(wǎng)絡(luò)可以享受到豐富多彩的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，但受限于4G的速率和時延，虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）等業(yè)務(wù)體驗不佳，在地鐵、場館等人群密集地區(qū)存在網(wǎng)速下降、畫面卡頓的情況。

相比4G，5G具備超高速率、超低時延、大容量等特性，將孕育新一輪移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的創(chuàng)新發(fā)展。

5G支持VR/AR、4K/8K超高清視頻等顯示方式，通過將復(fù)雜的運算和處理放在云端服務(wù)器，降低終端復(fù)雜度。

隨著5G的廣泛應(yīng)用，從可穿戴設(shè)備、智能家居，到智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施都將接入5G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

基于5G網(wǎng)絡(luò)，足不出戶，就可以遠程就診、組織全息視頻會議；出門在外，更可以隨時隨地與親人3D視頻通話、遠程控制家中空調(diào)和機器人等。

VR/AR應(yīng)用于在線教育上，能夠讓邊遠地區(qū)的人民享受更好的師資、更真實互動的授課。

5G將為我們?nèi)粘Ｉ顜順O大便利和更多的驚喜。

5、5G對經(jīng)濟社會發(fā)展有哪些影響？

5G將全面構(gòu)筑經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，驅(qū)動傳統(tǒng)領(lǐng)域的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化升級，帶來生產(chǎn)方式、生活方式新變革。

一是擴大升級信息消費。5G的高帶寬、低時延等特性將進一步提升移動互聯(lián)網(wǎng)用戶體驗，促進信息消費從低水平的供需平衡向高水平遷移，助力我國信息消費的持續(xù)加速和擴大升級。

二是促進數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。5G作為通用目的技術(shù)，與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)結(jié)合，將會成為我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速技術(shù)改造和跨界整合的孵化器，推動工業(yè)、醫(yī)療、交通、能源等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，提升信息化水平，催生新產(chǎn)品、新模式和新業(yè)態(tài)，成為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的強勁驅(qū)動力。

三是創(chuàng)造社會服務(wù)新方式。5G與電子政務(wù)、智慧城市的建設(shè)相結(jié)合，將推進政府決策科學(xué)化、社會治理精準化。5G可以大規(guī)模應(yīng)用于教育、文化、醫(yī)療、體育等公共事業(yè)，通過與虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)結(jié)合，提供遠程教育、遠程醫(yī)療診斷、虛擬現(xiàn)實體育賽事直播等新服務(wù)、新模式，改善公共服務(wù)的用戶體驗，提升公共服務(wù)效率。

5G將構(gòu)建起全新的移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，不僅可以帶動信息通信制造業(yè)和服務(wù)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈增長，更重要的是，還可以加速5G技術(shù)與工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源等垂直行業(yè)的融合，全面改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，同時，加快培植新技術(shù)新業(yè)態(tài)新產(chǎn)業(yè)，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中贏得主動，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟價值。

預(yù)計2020-2025年期間，我國5G商用直接帶動的經(jīng)濟總產(chǎn)出達10.6萬億元，直接創(chuàng)造的經(jīng)濟增加值達3.3萬億元；間接拉動的經(jīng)濟總產(chǎn)出約24.8萬億元，間接帶動的經(jīng)濟增加值達8.4萬億元。

技術(shù)篇

6、5G技術(shù)標準進展情況？

5G國際標準由第三代合作伙伴計劃（3GPP）制定，3GPP由來自中美日韓、歐洲、印度的7個通信標準化組織組成，它制定了3G、4G、5G等國際標準。

2018年6月，3GPP發(fā)布了全球統(tǒng)一的5G國際標準（第一版本）。考慮到5G運營商擁有的頻譜、業(yè)務(wù)定位、部署節(jié)奏的不同，5G國際標準支持NSA（非獨立組網(wǎng)）和SA（獨立組網(wǎng)）兩類架構(gòu)。

在NSA架構(gòu)中，無線技術(shù)采用5G標準，核心網(wǎng)仍采用4G標準，主要支持5G增強移動寬帶業(yè)務(wù)。

在SA架構(gòu)中，無線和核心網(wǎng)絡(luò)均采用5G標準，支持增強移動寬帶和基礎(chǔ)低時延高可靠業(yè)務(wù)，支持網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計算等功能。

3GPP正在研制5G第二版本國際標準，計劃2020年3月發(fā)布，該版本將更好地支持車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)增強應(yīng)用場景。

7、與4G相比，5G無線技術(shù)有哪些優(yōu)勢？

在體系架構(gòu)方面，5G為支持三大應(yīng)用場景，采用了靈活的全新系統(tǒng)設(shè)計，如靈活參數(shù)和幀結(jié)構(gòu)等。

在關(guān)鍵技術(shù)方面，為了支持高速率傳輸和更優(yōu)覆蓋，5G采用LDPC（低密度奇偶校驗碼）、Polar新型信道編碼方案、性能更強的大規(guī)模天線技術(shù)等。為了支持低時延、高可靠特性，5G采用短幀、快速反饋、多層/多站數(shù)據(jù)重傳等技術(shù)。

在頻段方面，5G針對中低頻段和高頻段設(shè)計了統(tǒng)一的技術(shù)方案，中低頻段滿足覆蓋和容量需求，支持100MHz基礎(chǔ)信道帶寬，高頻段滿足在熱點區(qū)域提升容量的需求，支持400MHz基礎(chǔ)信道帶寬。

8、與4G相比，5G核心網(wǎng)技術(shù)有哪些突破？

5G核心網(wǎng)采用全新的服務(wù)化架構(gòu)，支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化/軟件定義網(wǎng)絡(luò)（NFV/SDN）、網(wǎng)絡(luò)切片等技術(shù)，實現(xiàn)靈活部署和差異化業(yè)務(wù)。

5G采用全服務(wù)化架構(gòu)，通過模塊化網(wǎng)絡(luò)功能，支持按需調(diào)用、功能重構(gòu)，通過服務(wù)化描述，易于實現(xiàn)能力開放，有利于引入第三方業(yè)務(wù)開發(fā)。

5G采用NFV/SDN技術(shù)，通過硬件通用化、軟件模塊化，實現(xiàn)云化組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)功能部署靈活，資源調(diào)度高效；基于邊緣計算，支持基于應(yīng)用的網(wǎng)關(guān)選擇和邊緣分流。

5G采用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以定制出功能、特性服務(wù)各不相同的多個邏輯網(wǎng)絡(luò)，靈活服務(wù)于不同需求的行業(yè)用戶。

9、5G是否有TDD和FDD模式？

TDD （時分雙工）是指在同一個頻率的不同時間分別發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。FDD（頻分雙工）是在不同的頻率上分別發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。TDD僅占用一段頻率，F(xiàn)DD需要占用成對的兩段頻率。

5G支持TDD和FDD兩種雙工模式，兩者的技術(shù)方案基本相同。由于5G信道帶寬高達百MHz，難以找到成對的頻率資源，目前全球的5G頻率主要是TDD模式，商用5G網(wǎng)絡(luò)均采用TDD模式。

10、5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對光纖承載網(wǎng)的挑戰(zhàn)？

5G承載網(wǎng)絡(luò)面臨的主要挑戰(zhàn)是超大帶寬、超低時延和聯(lián)合管控三個問題。

為解決基站超大帶寬數(shù)據(jù)傳輸問題，需提升網(wǎng)絡(luò)容量。5G中低頻基站所需傳輸帶寬為2~5Gbit/s，是4G基站的10-15倍左右。我國基站接入環(huán)線路帶寬需從現(xiàn)網(wǎng)的大量1Gbit/s和少量10Gbit/s，需快速擴容或新建到50Gbit/s乃至100Gbit/s；核心和匯聚層網(wǎng)絡(luò)帶寬需要通過建設(shè)多個100Gbit/s、200Gbit/s乃至400Gbit/s系統(tǒng)，滿足Tbit/s容量要求。

為保證超低時延業(yè)務(wù)，需加強光纖網(wǎng)絡(luò)拓撲優(yōu)化。車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)都對端到端低時延性能提出了更嚴格的指標要求。5G承載網(wǎng)絡(luò)時延指標為幾個us到幾十個us的超低時延要求，需結(jié)合各類業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，加強網(wǎng)絡(luò)拓撲規(guī)劃和時延指標分配等才能滿足超低時延挑戰(zhàn)。

為支持網(wǎng)絡(luò)切片等服務(wù)，需要實施聯(lián)合管控。5G提出了三大類業(yè)務(wù)場景的網(wǎng)絡(luò)切片全生命周期管控需求，因此5G承載網(wǎng)絡(luò)不僅要在數(shù)據(jù)面支持帶寬資源的軟硬隔離能力，還要在管控面支持5G業(yè)務(wù)編排的聯(lián)合管控架構(gòu)和標準北向接口，實現(xiàn)面向垂直行業(yè)等新興業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)切片管控和性能監(jiān)測運營服務(wù)能力。

應(yīng)用篇

11、全球5G應(yīng)用進展情況如何？

全球5G應(yīng)用處于起步階段，各方正在積極探索各類5G應(yīng)用。

根據(jù)中國信息通信研究院監(jiān)測，全球75個國家的運營商在5G試驗中進行了107項應(yīng)用測試，其中應(yīng)用場景與AR/VR相關(guān)的最多，測試較多的其他三類應(yīng)用是固定無線接入、高清視頻傳輸及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)應(yīng)用。

在5G商用應(yīng)用方面，2018年底美國電信運營商Verizon和AT&T推出5G商用服務(wù)，其業(yè)務(wù)是5G家庭寬帶服務(wù)和移動熱點業(yè)務(wù)，終端為5G客戶端設(shè)備和家用路由器。

韓國5G商用業(yè)務(wù)重點放在企業(yè)客戶，KT商用面向的第一個企業(yè)客戶是汽車零部件制造商，LG U+與機械公司合作開發(fā)5G遠程控制挖掘機，SK Telecom宣布將在首爾建設(shè)一個由其5G網(wǎng)絡(luò)提供支持的交通系統(tǒng)。

日本運營商重點研究車聯(lián)網(wǎng)編隊行駛、遠程醫(yī)療、智能工廠、應(yīng)急救災(zāi)等應(yīng)用。

中國積極推動5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等領(lǐng)域應(yīng)用，加快推動5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2018年成功舉辦首屆5G應(yīng)用征集大賽，孵化一批5G特色應(yīng)用。2019第二屆5G應(yīng)用征集大賽正在火熱進行中。

5G跨行業(yè)應(yīng)用仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。行業(yè)企業(yè)參與力度有限，需求的深度挖掘不足，商業(yè)模式不清晰，應(yīng)用生態(tài)體系尚需完善，存在跨行業(yè)的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)及監(jiān)管壁壘。

12、5G與高清視頻融合，用戶帶來哪些新體驗？目前進展如何？

以大帶寬和低時延為特點的超高清視頻類業(yè)務(wù)被認為是5G時代的先期落地應(yīng)用。

一方面?zhèn)鹘y(tǒng)視頻向4K/8K的演進讓用戶實現(xiàn)了“看得清楚”，與5G的融合更可提供“不卡不頓不轉(zhuǎn)圈”的觀影體驗；另一方面虛擬/增強現(xiàn)實強調(diào)“身臨其境”的沉浸式體驗，5G可助力打造高度沉浸感和強交互的應(yīng)用場景。

5G與視頻的融合可滲透到采集、制作及應(yīng)用的各個環(huán)節(jié)。例如，5G為4K/8K和VR的節(jié)目直播提供創(chuàng)新應(yīng)用，2019年央視春晚第一次使用5G實現(xiàn)了分會場的信號回傳；5G與VR的融合可支持在自然風(fēng)光、歷史名勝及革命老區(qū)等旅游景區(qū)中開展360度全景拍攝及直播，為景區(qū)預(yù)覽、紅色教育、旅游社交提供沉浸式體驗。

13、5G與車聯(lián)網(wǎng)融合，為用戶帶來哪些新體驗？目前進展如何？

5G為車聯(lián)網(wǎng)提供了低時延、高可靠、大帶寬的無線通信保障，借助于“人-車-路-云”的全方位連接和信息交互，車聯(lián)網(wǎng)不僅可以為用戶提供娛樂導(dǎo)航、共享出行等信息服務(wù)，還能支持駕駛安全、以及未來的自動駕駛服務(wù)。

基于市場需求和技術(shù)成熟度，當前主要實現(xiàn)駕駛安全和交通效率類應(yīng)用。例如，車輛與車輛之間，通過廣播車輛位置、運動狀態(tài)等信息，可以實現(xiàn)十字交叉路口碰撞預(yù)警、緊急剎車預(yù)警等主動安全應(yīng)用；經(jīng)過聯(lián)網(wǎng)改造的紅綠燈等路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施，可以實現(xiàn)紅綠燈誘導(dǎo)通行、車速引導(dǎo)等交通效率提升應(yīng)用等。

隨著技術(shù)的不斷演進，產(chǎn)業(yè)界也開展自動駕駛應(yīng)用的示范驗證。例如，在礦山等惡劣工況場景下，通過將實時視頻等感知信息回傳以及車輛控制信息下發(fā)，實現(xiàn)遠程遙控駕駛應(yīng)用。

14、5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用前景如何？

5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合逐步從生產(chǎn)輔助向工業(yè)生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)發(fā)展，將深刻影響工業(yè)生產(chǎn)模式和產(chǎn)品形態(tài)。

5G促進工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)模式的變革。通過5G技術(shù)實現(xiàn)人員、設(shè)備及環(huán)境的全方位互聯(lián)及生產(chǎn)設(shè)備的遠程實時控制，推動工業(yè)生產(chǎn)自動化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化發(fā)展。例如，青島港利用5G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)港口裝卸區(qū)、運輸區(qū)的海面潮汐、船舶集裝箱的視頻監(jiān)控，以及吊車等設(shè)備的遠程實時控制，成為全球首個5G智慧港口。

5G將促進形成新的工業(yè)產(chǎn)品形態(tài)。5G與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的結(jié)合，使工業(yè)設(shè)備擺脫線纜的限制，更易于實現(xiàn)產(chǎn)線的柔性化。例如，以5G無線替代現(xiàn)場總線，可實現(xiàn)生產(chǎn)線的生產(chǎn)種類、批次、批量的快速調(diào)整。華為、愛立信等ICT企業(yè)與工業(yè)企業(yè)聯(lián)合，研發(fā)基于5G的移動機器人和物料小車等新型產(chǎn)品。

15、5G與醫(yī)療融合，為用戶帶來哪些新體驗？

5G技術(shù)與醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新融合將催生出多種無線醫(yī)療場景。5G可支持基于視頻與圖像交互的醫(yī)療診斷與指導(dǎo)類應(yīng)用，如實時調(diào)閱患者影像診斷信息的移動查房、采用醫(yī)療服務(wù)機器人的遠程查房、遠程實時會診、應(yīng)急救援指導(dǎo)、無線手術(shù)示教和無線專科診斷等。5G可支持基于視頻與力反饋的遠程操控類應(yīng)用，如遠程機器人超聲檢查、遠程機器人內(nèi)窺鏡檢查和遠程機器人手術(shù)。

基于5G的遠程醫(yī)療，使得廣大基層偏遠地區(qū)的群眾不需要專門去北上廣等大城市大醫(yī)院看病，在家就可以享受優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)，有助于緩解我國醫(yī)療資源發(fā)展不充分不平衡等難題。

關(guān)于IMT-2020(5G)推進組

IMT-2020(5G)推進組于2013年2月由我國工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合推動成立，組織架構(gòu)基于原IMT-Advanced推進組，是聚合移動通信領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用力量、推動第五代移動通信技術(shù)研究、開展國際交流與合作的基礎(chǔ)工作平臺。