5G引领数字经济发展

邬贺铨

移动通信的发展体现了十年一代，每一代移动通信都是上一代峰值的1000倍。与五年前相比，移动宽带平均下载速率提升约6倍，手机上网流量资费水平降幅超90%。5G与前面几代一样会提高峰值，但是5G更大的不同特点是扩展到产业互联网，1G到4G则是面向消费者应用的。5G有三大應用特点，增强移动宽带、超可靠低时延、广覆盖大连接，是数字经济很重要的一个引擎。

5G是靠什么技术呢？第一，要把蜂窝做得比较密，这样有利于每个用户得到更大的容量。另外，通过通信技术引入大规模天线，这样可以使用户容量更大的提升，通过波速以及在物理层需要技术改进，5G跟4G比在峰值速率提高了30倍，用户体验速率提升了10倍，频谱效率提升了3倍，移动性能够支持500公里时速的高铁，无线接口延迟减少50%。大概一毫秒，连接密度提高10倍，达到一平方公里100万个物联网模块联网，能效流量密度提高100倍。

总体来说，5G和4G相比在多数性能指标是一到两个数量级的提升。5G不仅仅是无线应用，在网络方面引入边缘计算，只有云计算是不够的，因为还要缩短地面的传输与延时，比如说VR、AR需要快速的响应，还有车联网、工业互联网等等应用。在这个意义上设置了两级云的结构，边缘云尽可能的靠近用户，这样的话可以很容易响应对时延敏感的服务要求。通过这种两级云的处置，实际上比单级云成本还低，大概是单级云百分之三十的成本。将来全世界的数据，一半放到边缘云来处理，5G无线技术加上边缘技术处理可以大大提升5G的宽带、低时延和大连接的能力。

从IOT到多场景AIOT

物联网的数据是感知的，在最底层有人工智能分析数据，在上层两者需要连接。过去的连接手段是有局限的，因为很多物联网的模块是处于移动的环境上的，要靠移动通信来连接。4G以前的通信带宽不够，时延也比较长，而现在5G的高带宽、低时延能够直接将物联网和人工智能无缝的融合在一起，物联网变成了智能物联网、AIoT。

当然，智能物联网除了传统的物联网模块，后边还要增加人工智能的芯片以及各种开发软件、开发工具等。通过这种结合可以发现，能够实时处理数据，而过去虽然数据也能上到人工智能，但它是非实时的，而实时处理才真正给产业应用带来了很多好处。

5G为超高清电视提供无线通道

5G本身为超高清电视提供了无线通道，超高清8K电视结合码率100兆，4G是不能支持的，并且超高清电视不仅仅是分辨率，幀率也大大提升，编码率提升，时域也增加，时域图上黄三角的范围是现在的高清电视所感受到时域范围，黑三角的范围是8K所能感受到的范围，整个全部的范围未来是激光电视所能感受到的范围。

图1 5G 为超高清电视提供无线通道

显然8K能够在时域上有很大的扩展，清晰度和动态范围也是有很大的改进。这样带来什么好处呢？河北在2022年承接冬奥会，希望在运动员的头盔和雪橇上能装上带有5G的高清摄像头，让观众可以有身临其境的感觉，而高山滑雪是需要高速度的，它的运动速度达到每小时250公里，在这点上还可以多个摄像头，使观众可以有360度的感受。当然，在手机屏幕上看可能比较小，现在有智能屏，可以把手机的信号直接反映到智能屏上，可以有8K的显示。这种高清视频传输除了支持运动以外，在远程医疗上也有很好的应用，实际上已经有这样的应用例子了。

过去的游戏，需要非常高级的游戏装备，才能够把游戏下载到桌面上来，鼠标都要快速地响应，这实际上是门槛比较高的。现在通过5G把游戏的终端直接连到云端，因此，很多游戏并不需要下载到终端了，也就是说，玩游戏可以用简单的装备就能支持复杂游戏。

云游戏的技术，同样也可以用到工业上的协同和数字文化创意产业，这个技术也是5G拉近了终端和云端的距离。

5G 激发VR/AR潜能

虚拟现实、增强现实，现在也是一个新的增长点。可是虚拟现实、增强现实实际上需要的带宽高达一个G，而且对时延要求低于7毫秒，否则戴上头盔就会有眩晕的感觉。如果把节目装在头盔上，那是好的，但是只能装有线的节目，更多的节目都连到云，因此，AR、VR、头盔跟云之间需要有一个高速的实时的连接。

随着科技的发展，现在已经可以用眼镜来代替头盔了，眼镜的VR、AR，分辨率也相当高，这种方式有什么用呢？除了游戏以外，还可用于工业上的协同以及直播。比如运动场上的直播，往往是一个机位的信号传出来，但是未来通过5G可以把运动场上16个机位同时传出来，再合成360度的视频。也就是说，带上眼镜看的内容，可以与坐在运动场上的观众一样，想看哪边就看哪边。

5G+VR进行教育，在边远地区的孩子得不到大城市优质的教育资源，通过5G+VR可以弥补不足，在培训上面也是很好的。比如，故宫博物馆利用了VR的头盔，让观众进入到博物馆里面，甚至可以亲自御膳，穿上皇帝衣服等等，引入了很多趣味的方式。实际上5G+VR也可以用在工业，比如，一个不会修汽车的人，戴上5G+VR眼镜就可以修汽车了，虚拟的部分也能知道，还可以看到实际的部分。做完一步，下一步干什么呢？只需说下一步，然后就告诉你下一步干什么，对培训工人是非常有用处的。

5G+AIOT在工业互联网的应用

5G在工业互联网应用范围很广，基于5G的低时延、高可靠、高宽带、大连接，在各种工业以及产业应用领域都会应用到，像电网、港口、炼油、建筑、冶金、机械加工、化工等等。举一个例子，工信部曾经在上海商飞公司召开过全球5G+工业互联网的现场会，飞机是复合材料，贴复合材料的时候，每一次贴都得有检查才能贴下一次，往往贴十分钟，脱机检查50分钟，现在拿5G高清摄像头边贴边检查，因为实时传到后台，与大数据、人工智能比对可以发现贴的质量如何，大大加快了贴的复合材料的进度。

另外，大飞机的装配是一节一节的，机头、机身、翅膀、尾翼，每一节里面都有很多电缆和管子，组装时需要非常认真地把每一节的电缆、管子正确的连起来，过去需要老经验的工人对着图纸来连，甚至旁边还要站一个工人看看有没有连错，现在给装配工人配上5G+AR的头盔，他看到哪根电缆直接告诉你应该点哪一根，这样的话，大大提高了效率，也提升了质量。当然，更重要的是在一般的质量检测。据统计，在中国每天有350万个工人在生产线上利用目测的方式来检验产品质量，尽管这些工人很认真，但是永远避免不了有差错。现在利用工业的高清视频，经过5G与边缘计算的相连，结合已经预存的很多质量好与不好的图像，很容易就实现快速、高效检测。

5G+AIOT 实现机器视觉

目前，基于人工智能的机器视觉的能力已经超过了人类。比如，惠州的华星光电与腾讯合作做液晶面板的检测，清华大学和英伟达合作做PC版的检测，青岛港利用机器视觉能够让吊车工人可以远程精准地遥控集装箱的吊车，这些都大大提升了效率，增加了准确度，并且创造了直接的经济效益。

机器人会在未来大量应用，在5G+8K+边缘计算，可以使机器人更敏感。现在机器人买回来还是要编程的，但是机器手臂如果装上5G的摄像头，它看见旁边的人手怎么动，它学着怎么动，经过一段时间的训练，自己把程序编进去。机器人一样可以带上5G的摄像头，看到旁边人怎么走，它就怎么走，也可以自动生成程序。更多的應用，用云端控制一大批的机器人，每个机器人不需要大脑，简化了机器人的成本。机器人比较难的是多个机器人的协同管理，因为5G的低时延可以使多个机器人能够真正做到完全协同，现在也有500台机器人协同作业的例子。最近新开的大兴机场已经使用机器人来帮助旅客拿行李了。

5G在车联网的应用

5G也是专门为车联网而设计的。在4G的时代，车联网的响应要100毫秒，而5G+边缘计算后，响应一毫秒就够了。传统的加上各种雷达只是感知了周边的情况，没有通信能力，加上5G以后就可以实现车到车的通信、车到云的通信，车到服务端、车到停车场，实现全方位的感知和协同。

车联网不仅仅提高交通的效率，它本身也是个产业，车载电子加上车联网的软件加上车联网的服务。据麦肯锡预测，2030年全球将达到1.5万亿美元，超过了现有汽车产业的产值总额。

5G将催生新业态

5G总的来说会催生新业态，在1G的时代是模拟蜂窝组网;在2G时代是数字化的应用，还增加了可靠性;在3G的时代出现了智能手机，带火了电子商务和社交应用;在4G的时代激发了视频业务和移动支付;在5G的时代还会带来一些什么呢？实际上移动通信的新业态不是人们能够预先规划的，而是网络能力具备以后才催生的。

5G的登场一定会产生现在还想象不到的新应用。5G实际上对经济增长是非常快的，有咨询公司曾经预测过，到2035年5G会使全球经济产出增加4.6%，对应是12.3万亿美元。从2020到2035年，因为5G全球GDP增加7%。对应中国来讲，测算大概增加1万亿美元，同时带动新增就业岗位接近1000万人，国内的预测也有类似的数据。

三足鼎立支撑数字经济

5G还可以非常好的与人工智能、工业互联网的结合，三足鼎立来支撑数字经济。

关于人工智能。图2绿色的是原有每个国家的GDP，可能达到的GDP，蓝色的是人工智能附加的增加值。麦肯锡认为到2030年，人工智能可以为全球贡献13万亿美元的GDP。

图2 三足鼎立支撑数字经济

关于工业互联网。埃森哲预测，到2030年，工业互联网能够为全球经济带来14.2万亿美元的经济增长。5G是12万亿美元，人工智能是13万亿美元，工业互联网是14万亿美元，加起来是30多万亿美元，这是一个很好的数字经济增长的前景。国内的测算，在去年国内的数字经济占到了整个GDP的三分之一，其中直接贡献是7.1%，间接贡献是27.7%，所谓间接贡献就是信息技术在工业经济、农业经济上原有系统上导致附加的增加值。

最后，5G增强移动宽带的能力，为4K、8K高清视频和VR、AR节目的无线传输提供了可靠的通道，催生了新业态，为用户提供了更好地体验，推动了数字产业化的发展。5G的高可靠、低时延、广覆盖和大连接的特征，将物联网的大数据和云端的边缘计算、人工智能融合促进了智能物联网的发展，实现了人机物的智能协同，助力产业数字化。

5G+AIoT将为产业互联网的发展增加新动能，拓展新应用，成为数字经济的新引擎。

（本文根据中国国际数字经济博览会速记整理，内容未经本人确认）