定义未来场景

最高下载速度可以达到1.4Gbps、5G打电话更稳定、5G每月费用200元上下……从3G、4G到今天的5G，国民级的话题除通话应用方面的改变外，何以成为全球科技领域关注的焦点呢？

速度并非5G的唯一

从1G、2G、3G、4G到5G，每一代移动通信系统的更迭，对市场用户而言，最简单的明显的莫过于网速的变化及通话质量的改善，5G标准问世以来。关于其速度的讨论也从未中止过。最高下载速度可以达到1.4Gbps固然令人感到惊喜，而雷军乌镇测5G下载速度为425MbpS的结果又让那个网友有些小失落。

理论而言，5G网速将比现有的4G快上10-100倍，这就意味着未来我们能有机会享有4Gbps的超高网速，一度让5G是否能替代家庭宽带成为大众讨论的话题。一部2、3G的高清画质电影，4G网络在信号满格的情况下下载时间需要几分钟，而使用5G网络，只需眨眨眼等待几秒钟就能够下载完成，这样的变化足以引发大众关注的目光，而实际上，5G从指定标准的伊始。就并未单纯地位通信和大众移动互联网应用准备的，其对于用户来说更重要的是5G在网络容量上的提升。它可以承载更多的设备。随着物联网革命的不断推进，5G网络未来将成为数十亿设备的坚强后盾，也将成为物联网时代的基石。从IOT设备、可穿戴以及车联网等更广泛的平台到VR/AR应用的落地等诸多方面，5G都能成为各领域技术进步的推动力，并为用户打开更多想象空间，

构筑5G时代的三大应用领域

宽带移动通信重要的表征之一是数据率，对用户而言是上网的平均速度和峰值速率，对网络而言还要考虑一个蜂窝的最大流量密度。可以说速度只是衡量数据率的一种方式，大连接、高可靠性、低时延等特性的具备，让5G同前几代通信技术相比大不一样。

根据未来移动通信论坛发布的《5G白皮书》，从信息交互对象不同的角度划分，未来5G应用将涵盖三大类场景：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延（uRLLC），具体而言，eMBB场景是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用尸体验等性能的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验，mMTC和uRLLC则是物联网的应用场景，但各自侧重点不同：mMTC主要是人与物之间的信息交互。uRLLC主要体现物与物之间的通信需求。

5G时代定义了以下三大应用场景：

eMBB：增强移动宽带，顾名思义是针对的是大流量移动宽带业务：

mMTC：大连接物联网，针对大规模物联网业务;

URLLC：超高可靠超低时延通信，例如无人驾驶等业务（3G响应为500ms，4G为50ms，5G要求0.5ms）

追求极致用户体验的eMBB

在构筑5G时代的三大应用场景中，主攻增强移动宽带的eMBB可以说是离普通用户最近的存在，在具体的时间轴上，2018年6月，5G独立组网标准冻结，5G完成了第一阶段全功能eMBB标准化工作;12月6曰，中国三大运营商获得全国范围5G中低频段试验频率使用许可：2019年1月10日工信部宣布发放5G临时牌照，拉开我国5G商用建网的大幕。也让大众消费者有望在今年体验5G通话及上网应用。

5G在设计之初就考虑到eMBB（增强型移动宽带），大带宽，高网速让以“人”为中心的娱乐、社交等个人消费业务的通信体验得以实现。从3GPP已经冻结的R15标准来看，目前5G标准主要聚焦eMBB，而uRLLC及mMTC会在后续版本R16中进一步完善，以超高清视频、移动VR/AR为代表的eMBB类场景将是当前5G应用的重点领域，

从5G-eMBB新生业务的角度来看，5G超快的接入速率，将使AR技术得到更加广泛的应用，许多行业的现场维护与现场服务也将因此受益。以工程师领域为例，借助5G-eMBB网络和AR技术，那些尚处于培训阶段的工程师，只需通过手中的平板，就能立即获取相关设备的信息，就能快速做出正确而最优的决策，而不再依赖于需要数年时间培养的经验与直觉。

此外，5G是低延时原生平台，进而使能所有eMBB业务与世界零距离的用尸体验，也是VR/AR第一平台，再加上AI、区块链等新一代信息技术的融合创新，5G-eMBB必然能够全方位为人们勾勒出未来数字生活蓝图。

大规模物联网下的mMTC

5G技术的突破被誉为是物联网产业的新机遇，与4G网络相比，5G具有更强大的通信和带宽能力，可以满足物联网应用的高速稳定性和广泛覆盖的需求。在构成5G的三大应用场景中，mMTC在物联网领域具有极强的针对性，

mMTC将在6GHz以下的频段发展，同时应用在大规模物联网上，目前，在这方面比较可见的发展是NB-IoT。以往的WiFi，Ziqbee，蓝牙等无线传输技术，属于家庭用的小范围技术，回传线路（Backhaul）主要都是靠LTE，近期随着大范围覆盖的NB-IoT，LoRa等技术标准的出炉，可望让物联网的发展更为广泛。

低功耗大连接场景主要面向智慧城市，环境监测、智能农业森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点，这类终端分布范围广数量众多，不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力，满足100万/平方公里连接数密度指标要求。而且还要保证终端的超低功耗和超低成本，而mMTC低速率、超低成本、低功耗，广深覆盖、大连接的特点如同为物联网领域應用量身打造的一般。

关键的功率消耗问题

以智能家居为代表的物联网领域已经持续多年成为大众眼中的风口，不过该风口迟迟未能起飞的原因除通信协议及标准混乱外功耗一直都是制约物联网生态成长的关键，毕竟智能交通、智能城市等诸多物联网细分市场，都需要设备长时勵持续地提供通信与交互，功耗与续航自然成为物联网应用的关键。

由于不少物联网设备都是由电池供电的，因而需要10年以上的自主性，为此，接入和通信方案都应该是功率有效的。相当于设备能够长时间保持“休眠”状态，但在需要使用的时候又可以在极端的时间内实现唤醒，单天线设计。半双工传输，窄带接收、降低峰值功率等元素成为5G-mMT仁的关键。从目前5G的标准进展来看，mMTC的标准是争议非常大的一个领域，预计严格按照ITU愿景和需求中针对低功耗大连接场景的标准化工作在2019年底的R16版本中将无法完成，R16版本的推出时间也很可能要延迟。

NB-IoT并非mMTC的敌人

相对于mMTC而言，大众对于NB-IoT的了解似乎更多一些，既然在R16中对mMTC的场景标准化计划未定，但面对已经产生的低功耗大连接的物聯网需求，总要有相关的技术来支持，而同为3GPP主导的蜂窝通信标准且已经有一定的商用验证的NB-IoT和eMTC及其未来的演进就被吸纳进5G物联网家族中.3GPP在2016年发布了NB-IoT标准协议，作为IoT领域一个新兴的技术，NB-IoT支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网（LPWAN），NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

因为mMTC与NB-IoT虽然在应用领域有所重叠，但mMTC会具备一些NB-IoT没有的特性，反之亦然。对于智能水表、电表这类应用的数据传输量小，对网络等待时间的要求也不高，因此是有机会透过NB-IoT来满足的。不过，未来若有新的物联网应用，像是穿戴血压计、心跳计等，能够直接串联到医院，低网络等待时间就会是相当重要的特性，也是mMTC所能充分发挥的地方。对于终端消费市场而言。mMTC与NB-IoT应该是互补而非替代关系。

助力无人驾驶与工业自动化的URLLC

在5G细分应用领域，URLLC对应的垂直领域很容易吸引大众关注的目光，毕竟无人驾驶，工业自动化本身就极具话题性。

URLLC特点是高可靠、低时延、极高的可用性。它包括以下各类场景及应用：工业应用和控制、交通安全和控制。远程制造、远程培训，远程手术等，URLLC在无人驾驶业务方面拥有很大潜力，此外，这对于安防行业也十分重要。

工业自动化控制需要时延大约为10ms，这一要求在4G时代难以实现。而在无人驾驶方面，对时延的要求则更高，传输时延需要低至1ms，而且对安全可靠的要求极高。

毫秒之争

在时廷和可靠性方面，相比之前的蜂窝移动通信技术，5G URLLC有了极大程度的提升。5GURLLC技术，实现了基站与终端间，上下行均为0.5毫秒的用户面时延。时延来自于上行链路和下行链路两个方向，5G URLLC实现低时延的主要技术包括：引入更小的时间资源单位，如mini-slot：上行接入采用免调度许可的机制，终端可直接接入信道：支持异步过程，以节省上行时间同步开销：采用快速自动请求重传（HARQ）和快速动态调度等，

“超低延迟/时延”对于自动驾驶，工业控制以及其他高度延迟敏感型业务的广泛应用非常关键，E2E（端到端）的5G移动通信时延须在上述应用场景中降低至1毫秒以下，在大多数情况下。时延在1毫秒与10毫秒之间，而在目前已广泛部署的4G网络中，端到端时延在50～100毫秒，比5G的要大约高一个数量级。

目前，5G URLLC的可靠性指标为：用户面时延lms内，一次传送32字节包的可靠性为99.999%。此外，如果时延允许，5G URLLC还可以采用重传机制，进一步提高成功率，高速行驶的汽车与火车中的5G uRLLC终端需要进行快速的网络切换，在现有4G移动通信的安全机制中，在移动终端设备完成网络切换之前，基站需要计算、发送并接收相关密钥。

而在将来的5G移动通信网络之中。基站将是高/超高密集度组网部署的，从而，届时，不同类型无线接入系统，不同类型无线接入网络，不同基站之间协作就将会成为普遍现象，而这就将进一步地增大移动终端以超低延迟/时延来快速完成网络切换的需求。

快速落地的5G场景

如果说2G、3G、4G的转变实现了业务由通信向个人应用的跨越，那么4G向5G的转变将成为通信历史上最重大的变革，实现了由个人应用向行业应用的转变。万物互联的场景下，机器类通信、大规模通信，关键性任务的通信对网络的速率，稳定性，时延等提出更高的要求，包括自动驾驶、AR、VR，触觉互联网等新应用对5G的需求十分迫切。

同时，智慧能源，无线医疗，泛娱乐与工业化等多个领域的5G应用整在快速落地，在发达市场，供电可靠性预计为99.999%，这意味着每年的停电时间不到5分钟，而新兴能源微网中的太阳能，风力发电机和水力发电会为电网带来不同的负荷，这就意味着目前的集中供电系统可能难以满足需求，因为故障定位和隔离可能需要大约2分钟的时间。

而无线医疗领域。5G+医疗在约100家医院的不同场景进行探索，包括远程会诊、远程手术、移动查房，应急救援以及院内监护等，5G提供高带宽，低时延，大连接的特性。让移动远程诊断，远程手术等成为可能，也将提高医院内部管理效率。5G网络高带宽的特性，能够支持4K/8K的远程高清会诊和医学影像数据的高速传输与共享，让专家随时随地展开会诊，让远程会诊不再只是一种奢望。

后续

不断成长的5G

5G将从四个方面由浅入深赋能工业互联网，从工业企业OT+IT构底层向上层逐步延伸、从辅助功能向生产过程控制逐步延伸，从eMBB向mMTC和uRLLC逐步延伸，从5G无线连接技术向5G网络技术边缘计算/网络切片/TSN等逐步延伸，5G虽在眼前，但它仍然还处于不断发展的状态，也勢必会出现更多更好地促使其成熟、加快落地的新技术。