张新生：5G能带来哪些改变？

张新生 中国科协信息通信科学传播专家团队首席专家

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今天，我主要讲对5G发展的思考，和大家交流一下5G的重要性在哪里，将会给我们带来怎样的发展机遇。

一、5G技术及价值链生态

（一）5G技术

首先，我讲一下从1G到5G的演变过程。实际上，1G到5G的演变过程就是移动通信的发展历程。这个历程的关键，就是技术变革推动无线技术和网络技术的演进变革过程。移动通信发展的历程是技术变革推动移动无线技术和网络技术演进和变革的过程，空口技术不断演进，网络技术发生重大变革。

我从三个角度讲一下对5G的认识。从速率带宽角度看，1G是模拟，2G传输速率是200K，3G传输速率是2Mbps，4G传输速率是100Mbps，5G传输速率是10Gbps。从业务角度看，1G是移动通信，2G是移动数据，3G是移动媒体，4G是移动互联，5G是移动物联。今天，我们用的微信以及更多的互联网业务，都是通过移动通信技术手段做支撑实现的。5G主要是从解决人和人、人和物的通信，到解决人和物、物和物的通信。从社会角度看，1G是模拟，2G是数据，3G是宽带，4G是生活，5G是社会。

相对于从1G到4G，5G有了非常大的变革，因而5G所支撑与服务的内容，也发生了重大变革。从社会来看，是从生活到社会；从业务来看，是从互联到物联；从速率来看，是从100Mbps到10 Gbps，甚至是到20 Gbps。

我们在用手机通话时，其商业模式是流量计算，实际上是解决人的语义、语音的传递和数据流的传递。在人的传递需求下，要解决的是大带宽、高速率，带宽越宽、速率越大，给老百姓通信带来的感知和体验就越好。在三元社会下，物理人类和虚拟社会就变成了两个时空。有人讲，从1G到5G最根本的变化是时空，今后的发展也会以5G的发展作基础。在三元社会，人和物、物和物的信息传递以及物和物的控制，都要用5G做支撑。对于物和物的通信，这是今后要非常重视的。我们期待的是，今后5G能够实现连接万物，并且能对其数据量进行分析，从数据量的分析中提炼出新的知识，用以控制指挥“物”。

相对于1G到4G，5G的网络技术发生了重大变革。国际上也对5G的发展进行了讨论。实际上，全世界每十年都要围绕不同的发展需求和场景来确定发展的技术方向。那么，5G的需求是什么？5G的场景是什么？最后，全世界的专家确定了5G的两个发展场景：一是移动互联网，二是物联网。其中，物联网是未来五年到十五年的发展重点。也就是说，5G是面向移动互联网和物联网，从万物互联到万物智联。未来，5G将从面向消费者，提高用户的体验、感知，拓展至不同产业和行业，以及社会管理和经济发展等方面，并且推出各种新应用。今天的经济发展要求我们，新的技术和新的生产力不能仅仅满足消费者的需求，还要向社会各领域发展。

从1G到4G是解决带宽问题的，5G主要的技术特征是超窄带、超宽带、海量连接、高可靠、低时延。也就是说，我们除了实现1G到4G追求的速率和带宽以外，还追求超窄带、海量连接、高可靠、低时延。实际上，人和人、人和物、物和物的连接与人和人的消费领域的通信不同，因此低时延非常重要。

为什么大家这么关心5G？为什么5G这么“热”？我们要支撑5G面向物联网，就需要有新的理论基础、新的介入技术、新的器件技术以及新的网络技术，这些给整体发展既带来了新的机遇，也带来了新的挑战。

上图是4G和5G的性能比较。从峰值速率来看，4G能达到0.66G，5G能达到20G；从用户体验速率来看，5G能达到100M；从频谱速率来看，5G比4G要高3倍；从移动性来看，4G是350km/h，5G是500km/h。无线移动有两点最关键，一是移动性，二是网络覆盖性。同时，我们还要考虑无线接口时延、效能、流量密度等问题。

5G由空口技术、网络技术和应用技术组成，网络技术发生重大变革，新的网络不仅支持多场景服务的优化，而且推动网络向服务化、智能化演进。

对于5G，大家最关心就是大规模天线。我认为，在5G空口技术上，最厉害的还是天线技术。做无线电视传播，需要频谱带宽和频谱效率，现在频率资源非常缺乏，要把效率提上去，就要靠天线。我国在无线技术发展上处于领先地位。

过去，我们讲信息技术、通信技术；今天，我们不能只讲通信技术了，还要讲数字技术。为什么网络如此重要？工业互联网后期对于网络的需求发生了根本性变化，网络是按需所取，网络即服务。也就是说，企业根据自身的业务需求来定制所需要的网络，因此要实现网络智能化。与1G到4G不同的是，5G要实现自动化的网络。

从5G标准化进程来看，2018年6月完成了独立组网5G新空口和核心网标准，主要是支持增加宽带和低时延、高可靠场景。在2018年6月完成这个标准以后，一些国家就相继宣布或是进行5G的预商用和商用。但这并不意味5G的标准就不再做了。从5G标准的时间表来看，2019年12月要满足ITU全部技术要求。从整个技术标准来看，2018年这一阶段主要完成的是面向人的消费以及部分人和物的连接的标准，这个标准一出来，各国都在抢占5G发展的制高点，都在部署或是提出预商用计划。

人工智能是一种“通用技术”，引发社会、经济进入“智能”的赛道，是推动经济增长的新动能，触发产业变革，将涉及所有行业，甚至颠覆某些行业。

（二）5G的价值链生态

1.5G是新的“通用技术”

其一，5G是引发信息革命风暴，引领万物智联的强力催化剂。如果没有5G平台，连接智能终端就很难实现。其二，5G技术由空口技术、网络技术、终端技术以及应用技术组成。其三，5G技术不再是指单一的移动空口技术的突破和速率提升。这里我要解释一下什么是通用技术：通用技术是指具有一些共同属性，包括普遍适用于多个行业，带来长期且持续改进，并能催生新的创新，通用技术对广泛行业产生深远且持久的影响，可重新定义经济竞争力并改变社会。从人类发展史上看，通用技术起了非常重要的作用。我们在技术上一般讲四个技术，即核心技术、关键技术、通用技术、变革技术，通用技术就是前沿的，当这个前沿技术跨界融合，就可能会产生颠覆性变化。其四，网络架构和组网技术成为5G发展的重要组成部分，网络技术呈现重大变革。其五，云计算、大数据、AI等新技术推动5G成为全新的、开放融合的智能化网络。其六，5G成为新一代移动信息技术网络的总称，是新的“通用技术”。

2.5G价值链面向广泛行业市场

5G是推动我国经济发展的新动能，是实现数字经济的重要载体和平台，要构建5G价值生态，推动垂直行业发展。5G与未来移动通信发展密切相关。美国IHS智库认为，5G的出现是推动经济发展的一个支点或引爆点。该智库还指出，5G能够使移动技术从一项对人机通信具有变革性影响的技术，演变为一项“通用技术”，且有望改变整个产业和经济，可重新定义经济竞争力。该智库预测，到2035年，5G将有潜力在全球广泛行业和用例中创造出12.3万亿美元的销售活动，将支持全球价值链生态系统创造3.5万亿美元产出和2200万个工作岗位，并对全球GDP增长产生长期、可持续的影响。爱立信预测，到2026年运营商的收入有望达到2040亿美元至6490亿美元。这是国外对5G发展的基本判断和认识。