淺析5G 的典型行業(yè)應(yīng)用需求

伍秀梅

（中國移動通信集團(tuán)廣東有限公司清遠(yuǎn)分公司，清遠(yuǎn) 511518）

1 引言

5G 是第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)的簡稱，工信部于2019年6月6日向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放了四張5G 商用牌照，這意味著5G 將很快會走入我們的生活，給我們的日常帶來極大的改變。

目前各大運(yùn)營商已經(jīng)在密鑼緊鼓地建設(shè)5G 網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，中國移動計劃2019年建設(shè)超過5萬個5G 基站，中國電信計劃5G 建設(shè)初期將在全國40個城市建設(shè)5G 網(wǎng)絡(luò)，中國聯(lián)通計劃2019年在7個特大城市、33個大城市提供5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

根據(jù)GSMA 預(yù)測數(shù)據(jù)，預(yù)計2025年全球5G 連接數(shù)為13.6億，滲透率14%，其中中國的5G 連接量預(yù)計為4.54億，滲透率預(yù)計在30%左右。隨著數(shù)十億終端接入到網(wǎng)絡(luò)，如何對這些瞬息間產(chǎn)生的多樣化海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實時、高效和安全的收集、傳輸、分析、分享和運(yùn)用，將是5G 商用之后的重大課題，也給行業(yè)帶來了很多的成長機(jī)遇。因此，5G 的行業(yè)應(yīng)用場景非常廣闊，具有無限的商機(jī)。

2 5G 的優(yōu)勢分析

2.1 5G 與4G 的區(qū)別

與4G 相比，5G 在關(guān)鍵性能指標(biāo)方面具有更大的優(yōu)勢和更好的體驗，主要體現(xiàn)在如下八個方面：一是峰值速率更快，5G 峰值速率達(dá)到10-20Gbps，比4G 提升了10-20倍，二是用戶體驗速率更高，5G 可達(dá)到0.1Gbps-1Gbps，比4G 提升了10-100倍；三是流量密度更高，5G 為10Tbs/km2，比4G 提升了100 倍；四是空口時延更低，5G 的端到端時延達(dá)到1ms 級，比4G 提升了10倍；五是連接數(shù)密度更高，5G 每平方公里可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量高達(dá)100萬個，比4G 提升了10倍；六是移動性更優(yōu)，5G 支持時速高達(dá) 500km 的通信環(huán)境，比4G 提升約1.4倍；七是網(wǎng)絡(luò)能效更好，5G 的網(wǎng)絡(luò)能耗比4G 提升了100倍；八是頻譜效率更高，5G 比4G 提升了3-5倍。

2.2 5G 的優(yōu)勢分析

5G 具有增強(qiáng)型移動寬帶能力、高可靠低時延通信能力及大連接物聯(lián)網(wǎng)能力，體現(xiàn)了其突出的優(yōu)勢：更大帶寬、更低時延、更多連接、更加可靠。這些優(yōu)勢，能夠很好地滿足人類社會不斷增長的大數(shù)據(jù)、人工智能及萬物互聯(lián)的需求，能夠解決很多以前的通信技術(shù)無法克服的困難，從而進(jìn)一步加快了5G 的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程和商用步伐。

在業(yè)務(wù)指標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)性能方面，5G 對比以前的幾代通信技術(shù)，都有很大的突破和提升。專家是這樣比喻的，如果把2G、3G、4G 幾代移動通信技術(shù)比作不斷把路修寬，5G 則是利用技術(shù)在繼續(xù)修寬高速路的同時，對路進(jìn)行規(guī)劃，實現(xiàn)分流，提高利用效率。同時，5G 的移動邊緣計算和網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，能為運(yùn)營商帶來全新的商業(yè)模式和市場機(jī)會，也能夠為各行各業(yè)帶來多樣化應(yīng)用服務(wù)。

3 5G 的典型行業(yè)應(yīng)用需求分析

3.1 5G 行業(yè)應(yīng)用需求概覽

3GPP 定義了技術(shù)需求驅(qū)動的5G 三大類應(yīng)用場景，一是eMBB 即增強(qiáng)型移動寬帶，二是mMTC 即海量機(jī)器類通信，三是uRLLC 即低時延高可靠通信。其中eMBB 場景主要面向以“人”為中心的娛樂、社交等個人消費業(yè)務(wù)的通信體驗，適用于高速率、大帶寬的移動寬帶業(yè)務(wù)；mMTC 主要滿足海量物聯(lián)的通信需求，面向以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景；uRLLC 則基于其低時延和高可靠的特點，主要面向垂直行業(yè)的特殊應(yīng)用需求。

3.2 5G 行業(yè)應(yīng)用需求

根據(jù)需求用戶類型進(jìn)行劃分，5G 典型應(yīng)用場景可以分為以下三個大類：第一個大類是個人/家庭領(lǐng)域（B2C/B2H）），具體的場景包括：沉浸式娛樂、全景高清直播、海量流媒體等；第二個大類是行業(yè)領(lǐng)域（B2B），具體的場景包括：智能交通、智能物流、智能制造、遠(yuǎn)程醫(yī)療等；第三個大類是公共領(lǐng)域（B2V），具體的場景包括：安全監(jiān)控、災(zāi)難監(jiān)控、緊急通信、應(yīng)急救援等。以下將對部分較有代表性的5G 典型應(yīng)用場景進(jìn)行簡要的分析：AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)。

3.2.1 AR/VR

AR 是增強(qiáng)現(xiàn)實的縮寫、VR 是虛擬現(xiàn)實的縮寫，AR/VR 是利用現(xiàn)代化科技對“現(xiàn)實”的再造和補(bǔ)充，通過近眼現(xiàn)實、感知交互、渲染處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸和內(nèi)容制作等技術(shù)相互融合，可以突破視野、空間、身份、時間等方面的限制，為人類帶來全新的感知體驗。

5G 通信能力及其支持高移動性和廣域覆蓋的特點，能滿足無線AR 和VR 所需的增強(qiáng)移動寬帶數(shù)據(jù)率和低延遲。一方面，5G 的移動性可以讓AR/VR“無繩化”，使得AR/VR 可以隨時隨地，無處不在；另一方面，5G 具有的高速率和低時延優(yōu)勢能打破AR/VR 在傳輸方面的屏障及消除AR/VR 在使用過程中的眩暈感，提升用戶體驗感知。

3.2.2 車聯(lián)網(wǎng)

車聯(lián)網(wǎng)是5G 低時延、高可靠場景中最為典型的應(yīng)用之一。由于車輛在高速運(yùn)行中要實現(xiàn)碰撞預(yù)警功能并實現(xiàn)緊急剎，同時需要支持高速運(yùn)行基礎(chǔ)上的高可靠性以保證安全駕駛，因此更低時延和更高可靠性的5G 技術(shù)才能滿足車聯(lián)網(wǎng)的需求。基于5G 實現(xiàn)的無人駕駛和智能交通能提供高速地圖傳輸、泊車、防碰撞、AR 導(dǎo)航等服務(wù)，將對人們的生活和工作帶來巨大的改變。

對于無人駕駛，人們最大的擔(dān)憂是安全問題，特別是緊急剎車能否快速響應(yīng)是非常關(guān)鍵和重要的因素。專家測算的無人駕駛剎車智能控制反應(yīng)距離，4G 技術(shù)可以實現(xiàn)1.4米緊急剎車，而5G 技術(shù)則可以實現(xiàn)在2.8厘米內(nèi)緊急剎車。所以5G 能夠很好地解決緊急剎車的安全問題，甚至比人工駕駛更為安全、更為準(zhǔn)確和更為高效。另外，5G 還可以解決無人駕駛所需要的對高精度地圖的定位需求，以及對道路標(biāo)線、交通標(biāo)志等信息實時采集、上傳云端并快速下達(dá)指令等方面的無人駕駛需求。所以，以前在科幻片才可以看到的無人駕駛場景很快就可以實現(xiàn)了。

3.2.3 遠(yuǎn)程醫(yī)療遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用也有很大的市場拓展空間。一是通過5G 和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可承載醫(yī)療設(shè)備和移動用戶的全連接網(wǎng)絡(luò)，提升醫(yī)護(hù)效率；二是5G 可實現(xiàn)視頻輔助診斷與控制的遠(yuǎn)程化，借助5G、人工智能、云計算等技術(shù)，醫(yī)生可以為患者提供遠(yuǎn)程實時會診、應(yīng)急救援指導(dǎo)、遠(yuǎn)程手術(shù)等；三是5G 可實現(xiàn)AI+移動診療，患者可以通過便攜式5G 醫(yī)療終端與遠(yuǎn)程醫(yī)療專家進(jìn)行溝通，隨時隨地享受醫(yī)療服務(wù)。遠(yuǎn)程醫(yī)療將可以為醫(yī)院、醫(yī)生和患者都帶來極大的便利，并造福整個社會。

2019年3月16日，海南的神經(jīng)外科專家通過5G 網(wǎng)絡(luò)實時傳送的高清視頻畫面，為3000公里以外中國人民解放軍總醫(yī)院的一位患者，完成了一起基于5G 的遠(yuǎn)程人體手術(shù)——帕金森病“腦起搏器”植入手術(shù)，這是一起遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用的成功案例。在此之后，這類型案例已經(jīng)開始了很多的應(yīng)用。

3.2.4 聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)

聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)應(yīng)用的應(yīng)用領(lǐng)域非常的廣闊，特別是在農(nóng)業(yè)（農(nóng)藥噴灑、信息測繪）、巡檢（電力巡檢、基站巡檢等）、安防（治安巡邏、消防監(jiān)控等）、物流（快遞）等方面都能帶來極大的應(yīng)用價值。5G 可以滿足聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)所需要的超高清圖視頻傳輸、低時延控制、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)協(xié)作和自主飛行等重要能力需求，因此能滿足低空固定飛行區(qū)域的應(yīng)用，提高巡檢、安防、物流等作業(yè)效率、提高定位精準(zhǔn)度并極大地節(jié)約成本，實現(xiàn)未來低空數(shù)字化。

2019年1月9日，京東物流在四川廣安營業(yè)部的無人機(jī)常態(tài)化運(yùn)營正式開啟，尤其是對于跨越山區(qū)等復(fù)雜地域的物流配送，無人機(jī)能極大地降低配送成本，并保障配送安全。

4 結(jié)束語

對比以往的通信技術(shù)，5G 具有更快速度、更多連接、更低時延、更高可靠等核心優(yōu)勢，能滿足高帶寬、低時延等方面的應(yīng)用場景需求，而且5G 的無線性使得應(yīng)用具有更高的靈活度。5G和云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合，以及在各行各業(yè)的融合應(yīng)用，將實現(xiàn)智能家居、智能交通、智能工業(yè)、智能安防等，從而打造高效的智能社會?？梢灶A(yù)見在不久的將來，5G 將會帶來“萬物互聯(lián)”的全新機(jī)遇，徹底地改變我們的生活和工作方式。