5G开启移动通信的新时代

◎ 中国工程院院士 邬贺铨

移动通信从第一代到现在5G 来了，整个移动通信的发展十年一代，每一代都是前一代速率的1000 倍。1G 到4G 是面向消费者的，5G 扩展到产业互联网和智慧城市的应用，有三大应用场景：增强移动宽带场景，低功耗广覆盖场景和低时延高可靠场景。

5G 和4G 相比，峰值速率提高了30 倍，用户体验速率提高了10 倍，频谱效率提升了3 倍，无线接口延伸减少90%，连接密度提高10 倍，能效和流量密度各提高100 倍，支持移动互联网和产业互联网的各方面应用。另外5G 推动了人工智能跟物联网的结合，5G 扩展了物联网的能力，5G 对物联网的要求是一平方公里有100 万个物联网模块能连到网上，传输时延少于10 秒，丢包率不高于1%。5G 通过宽带低时延的连接，使得物联网可以直接连到云端，使得大数据能够和人工智能的决策分析融为一体。AI+IOT 变成AIOT，也就是发展的智能网推动万物智联。物联网原来只有IOT 的模块，现在通过连接到云端，我们增加了一些AI 芯片以及一些开发软件，通过这个能实现我们很多实时的决策。

另外5G 开拓了8K 视频的应用，不单是分辨率的提升，每个像素的编码也增加了，动态范围扩展了。5G 的高带宽低时延可以直播8K 视频，并且可以把运动场上多个摄像机位的信号同时播出来，组成360 度的场景，使得场外观众有跟坐在运动场上一样的感受，可以随心所欲看到每一个角度的视频。当然在手机上看高清视频可能屏幕太小，但是手机可以跟智能屏联动，通过高清视频不仅仅用于娱乐，还可以用于远程医疗，还可以用于遥控生产线上机器故障的排除，本身也是一个产业，视频直播的产业在2021 年全球可以达到700 亿美元，其中中国观看直播的视频互联网用户占全球的60%。

另外，过去玩游戏都需要比较高级的装备，要先把游戏下载下来，门槛还是比较高的，现在5G 终端可以直接连到云端，游戏没必要直接下到终端上面，玩游戏的装备就可以大大简化。普及游戏不是我们的目标，利用这个技术也可以用于工作的协同衔接和数字文化创意产业。现在虚拟现实、增强现实已经发展起来了，但是在没有5G 的时候它是很难得到应用的，原来它要求的带宽达到1 个G，延时希望低于7 个毫秒，在4G时代很难实现，现在5G 有可能做到，5G 加上VR，不仅仅用于游戏，还可以支撑协同工作，5G+VR 可以用于远程教育，可以让边远地区的孩子能同样获得大城市的优质教育资源，可以通过网上的虚拟实验解决边远地区实验手段不足的问题，而且可以很好地用于培训。故宫博物院现在可以通过VR 头盔让游客有非常好的感受。

5G 有更大的应用，包括电网、港口、炼油厂、建筑公司、冶金企业、机械加工企业、化工企业都可以。中国商飞公司是做大飞机的，它已建成全球首个5G+工业互联网的园区，飞机是用复合材料制造的，复合材料在飞机翅膀和机身，过去是要停机检查的，现在加上5G 的高清视频摄像头，可以直接把情况实时传到后台，跟大数据、人工智能已有的图片来比对，这样大大提升了工作质量和效率，飞机是一节一节组装起来的，每一节里都有电缆，过去靠图纸非常小心地连接，现在5G+VR 头盔可以让工人知道连哪一根电缆，不仅仅提高效率，也提高了工作质量。

更多的应用是机器视觉，在中国，现在在生产线上靠目测检验产品质量的工人每天有350 万人，尽管这些工人很认真，但是仍然避免不了差错，利用工业的高清视频和5G，直接和后台的人工智能结合，能很好地发现质量问题，效率远远超过工人。华星光电跟腾讯合作，检查液晶面板，青岛港实现远程的吊装集装箱，在效率上、效益上都有很大的改进，5G 更多的应用，或者说更好地适应车联网的需要。过去4G 时代反应时间是100 毫秒，5G+边缘计算只有1毫秒，原来我们用的雷达等感知手段，实现了对环境状况的感知。但是无法实现车到车、车到云、车到停车场的连接，5G 的高可靠、低时延完全能支撑这个应用。实际上车联网不单提高了交通效率，而且减少了很多交通安全事故，本身也是一个产业。车联网的软件，包括汽车电子，以及车联网的服务，到2030 年全球将达到1.5 万亿美元的规模，远远超过了汽车产业的总规模。

最后5G 的增强移动宽带能力为4K、8K 的高清视频节目的无线传输提供了可靠通道，丰富了文化生活，推动了数字产业化的发展。5G高可靠、低时延、广覆盖、大连接，将物联网的大数据跟人工智能联合，是物联网发展的智联网，5G+VR/AR和边缘计算的结合，推动了人机物的自然协同，催生了新业态，为用户提供了更好的体验，5G 为互联网发展增加了新动能，拓展了新应用，助力产业数字化的发展。

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昔日,仓颉作书而天雨粟。今日,5G与物联网、人工智能并称为第三浪信息技术的核心关键技术。它们的成熟及商用，正在成为推动人类命运共同体加速实现的强大引擎。特别是5G网络技术的突破性进步，为全球数字经济发展带来了极大的助推力量。中国是5G网络技术及产业化的领先者之一，在“共建共治共享”的原则下，愿意把自己的技术成果及产业化经验分享给全球各经济体。为此，由中国科协、中国科学院、中国工程院联合主办，俄罗斯科学工程协会联合会共同发起，以“科学·技术·发展”为主题的首届世界科技与发展论坛于2019年10月16日在北京召开。全国政协副主席、中国科协主席万钢出席开幕式，宣读国家主席习近平的贺信并致辞。中国科协党组书记、常务副主席、书记处第一书记、中国科学院院士怀进鹏主持论坛开幕式，中国科学院院长、党组书记、“一带一路”国际科学组织联盟首任主席白春礼，中国工程院党组书记、院长李晓红，国际科学理事会主席达亚·瑞迪出席开幕式并致辞。中国科协名誉主席韩启德，中国工程院院士邬贺铨，法国科学院院士、诺贝尔奖得主朱尔斯·霍夫曼等7位中外嘉宾分别作主旨报告。“飞桨产业级深度学习开源开放平台”和“2019年度人类社会发展十大科学问题”在论坛上发布。国内外知名科学家、教育家和企业家分别聚焦“科技革命与产业变革”“科学技术与教育文化”“青年科学家与中小企业成长”议题，开展对话交流。

此次论坛旨在深入贯彻习近平外交思想，特别是构建人类命运共同体的思想，聚焦新时代科技革命、多元化文化背景下科技与文化、教育、经济、社会的深度融合，青年科学家与中小企业的成长，拓宽民间科技外交渠道、畅通国际科技交流渠道，打造主场高端国际科技合作交流平台，来自18个国家和地区的400多位专家、世界重要科技组织会士、大学校长、企业家等嘉宾参加论坛，共话科技文明，共谋未来发展。