陳山枝:5G賦能新基建

謝澤鋒

在今年的全國兩會上，“新基建”成為熱議的焦點詞匯。

《2020年國務院政府工作報告》中提出，重點支持“兩新一重”（新型基礎設施建設，新型城鎮(zhèn)化建設，交通、水利等重大工程建設）建設。這是“新基建”首次被納入政府工作報告。

新基建主要包括5G基站建設、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)七大領域，涉及諸多產(chǎn)業(yè)鏈，是以新發(fā)展理念為引領，以技術創(chuàng)新為驅(qū)動，以信息網(wǎng)絡為基礎，面向高質(zhì)量發(fā)展需要，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務的基礎設施體系。

5G不僅是“新基建”的重要任務，更是支撐產(chǎn)業(yè)及社會網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化升級發(fā)展的驅(qū)動力，是助推其他產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、實現(xiàn)新舊動能轉(zhuǎn)換的“科技支撐”。

近期，《英才》記者專訪了中國信科集團副總經(jīng)理、專家委主任、無線移動通信國家重點實驗室主任、IEEEFellow陳山枝。作為信息通信領域?qū)＜遥窒砹?G賦能垂直行業(yè)、車聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的智慧見解。

賦能垂直行業(yè)

縱觀移動通信發(fā)展史，基本按照10年一代進行演進，從上世紀80年代的1G大哥大通話開始，2G承載話音+短信、3G支持互聯(lián)網(wǎng)，4G的高速數(shù)據(jù)和各種移動互聯(lián)網(wǎng)應用APP改變了人們的生活和社交、娛樂等。

“相比大部分都是服務于人的1G到4G，5G將服務于行業(yè)，賦能經(jīng)濟社會和數(shù)字化轉(zhuǎn)型?！标惿街Ω嬖V《英才》記者，5G的亮點是進入到垂直行業(yè)，實現(xiàn)萬物互聯(lián)，將深刻改變社會。

移動互聯(lián)網(wǎng)和萬物互聯(lián)成為5G發(fā)展的兩大主要驅(qū)動力。伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及可穿戴設備、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等興起，未來移動通信網(wǎng)絡將會面對移動數(shù)據(jù)業(yè)務爆炸性增長以及海量終端的接入。據(jù)預測，未來5G的流量將是現(xiàn)在流量的1000倍，未來連接到網(wǎng)絡上的設備將是現(xiàn)在的100-1000倍，全球?qū)⒂?00億-300億聯(lián)網(wǎng)設備。國際電信聯(lián)盟（ITU）定義了5G三大典型應用場景分別是增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（Mmtc）、超高可靠低時延（uRLLC）。相比于4G，5G將實現(xiàn)千倍流量密度、百倍傳輸速率、毫秒級時延、千倍連接數(shù)密度等。在陳山枝看來，5G典型應用場景將實現(xiàn)從人與人通信為主，到人與物、物與物通信的跨越，邁入萬物互聯(lián)的時代。

增強移動寬帶使得手機接入速率可達到1Gbps，可以滿足高清視頻、下一代社交網(wǎng)絡、虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）等應用。另外兩個應用，海量機器類通信、超高可靠低時延通信是之前1G到4G移動通信系統(tǒng)所沒有的。海量機器類通信支持每平方公里接入近100萬的設備，使智能物流、環(huán)境監(jiān)測、智能計量等萬物互聯(lián)和各類感知應用能夠快速發(fā)展。超高可靠低時延通信的時延空口最低至1ms，使得自動駕駛、遠程醫(yī)療、智能電網(wǎng)等對于時延特別敏感的業(yè)務接入成為可能。

5G網(wǎng)絡持續(xù)發(fā)展賦能垂直行業(yè)，高性能、優(yōu)質(zhì)體驗的5G網(wǎng)絡是改變社會和發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟的堅實基礎。2020年，我國已正式進入5G規(guī)模商用階段?！半S著5G商用的啟幕，5G將賦能垂直行業(yè)，通過與大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈等多種新技術疊加，催化反應，產(chǎn)生裂變，實現(xiàn)從消費互聯(lián)網(wǎng)到產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的飛躍，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)變革?！标惿街φf道。

陳山枝進一步闡釋到，在初期階段，5G將為賽事/大型活動、教學培訓、智慧旅游等提供更加極致的業(yè)務體驗;在成熟階段，與汽車、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)融合滲透，支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車、自動駕駛、智能制造、智慧電力、智慧醫(yī)療等發(fā)展，實現(xiàn)智慧城市、智慧產(chǎn)業(yè)園等建設，為人們在居住、工作、休閑、交通等方面提供便利。5G的垂直行業(yè)應用會推進5G技術向經(jīng)濟社會各領域的擴散滲透，必將顛覆某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，升級某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，并孵化新應用，催生新業(yè)態(tài)、新商業(yè)模式。

新冠肺炎疫情也從側面推動了數(shù)字經(jīng)濟的普及，一方面5G+產(chǎn)業(yè)構筑了“云端防疫”線;另一方面，數(shù)字經(jīng)濟催生了新的生活和工作學習方式，而這些新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)正加速數(shù)字化革命進程。

陳山枝

在陳山枝看來，這次新冠肺炎疫情進一步刺激了教育、醫(yī)療、工業(yè)制造、物流等各行各業(yè)，眾多5G應用場景實現(xiàn)了快速部署。

尤其是教育產(chǎn)業(yè)，全國的學生老師都在家里上網(wǎng)課，一夜之間全部和網(wǎng)絡教育建立了密切聯(lián)系。隨著5G基礎設施搭建完成，5G將顛覆過去教室上課的舊模式，變革傳統(tǒng)教學模式和課件制作方式，支撐情景式教育、立體式觀察、交互式學習等眾多新模式的教學方法創(chuàng)新，助力構建智慧教育新生態(tài)。

特別是大帶寬和低時延的5G展示了強大的應用潛力，如：5G無人機測溫、5G遠程醫(yī)療，如疫情專家遠程會診、方艙醫(yī)院CT遠程讀片等。疫情催生的云課堂、云會議、云辦公、云醫(yī)療、云生鮮、云游戲、云音樂會等，線上應用的激增及與線下業(yè)務的互動，將繼續(xù)深化并成為常態(tài)化，也為未來5G新業(yè)態(tài)和商業(yè)模式創(chuàng)新奠定基礎。

伴隨著“新基建”概念的提出，我國5G發(fā)展再次迎來高光時刻。但陳山枝強調(diào)，我們必須清醒認識到，推動5G商用的過程中依然面臨著多重挑戰(zhàn)亟待克服：

首先，電信運營商的5G基站建設難和運行維護成本高的挑戰(zhàn)。5G密集組網(wǎng)的基站數(shù)量增加（是4G的2-3倍，而目前我國4G基站總數(shù)約550萬）帶來了站址資源缺乏和覆蓋難，5G的大規(guī)模天線等新技術引入也帶來了功耗及運維成本增大的問題。

其次，基于5G的不同應用場景的商業(yè)模式探索和創(chuàng)新。4G大部分是流量包月，如果簡單沿用，運營商的投入產(chǎn)出將出現(xiàn)挑戰(zhàn)。5G未來商業(yè)模式需要創(chuàng)新，基于流量、基于解決方案、基于連接的、基于網(wǎng)絡切片的商業(yè)模式都要探索。特別5G引入是邊緣計算，會帶來包括車聯(lián)網(wǎng)、演出、電競等邊緣運營的商業(yè)模式創(chuàng)新。

再次，5G垂直行業(yè)應用的跨行業(yè)融合需要磨合時間。需要運營商、行業(yè)解決方案商（或互聯(lián)網(wǎng)廠商）和行業(yè)客戶等一起研究，要真正解決行業(yè)的痛點問題，才會規(guī)模使用，應用模式與商業(yè)模式也需要創(chuàng)新。

車聯(lián)網(wǎng)蘊藏廣闊空間

從最早的收音機，到衛(wèi)星導航，雷達、激光、攝像頭等高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）以及3G和4G的遠程信息服務（Telematics），信息通信技術一直與汽車行業(yè)共發(fā)展。

“5G時代也不例外，車聯(lián)網(wǎng)是5G的重要應用場景之一?！标惿街Α队⒉拧酚浾弑硎?，蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術使車車間、車路間的低時延、高可靠通信成為可能，提升道路安全和交通效率，實現(xiàn)從單車智能到網(wǎng)聯(lián)智能，支持智能交通和自動駕駛的發(fā)展。他指出，車聯(lián)網(wǎng)將成為單體規(guī)模最大的5G垂直行業(yè)應用。

早在2013年的517電信日，陳山枝首次在國內(nèi)外公開提出LTE-V2X概念和關鍵技術，之后中國信科（原大唐）與產(chǎn)業(yè)界共同在3GPP形成國際標準，是首個蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）技術與國際標準。

通過大唐-福特汽車（Ford）京津高速公路聯(lián)合測試，測試結果表明LTE-V2X通信性能優(yōu)于IEEE802.11p標準，在相同傳輸距離時，傳輸可靠性比IEEE802.11p提升25%以上，LTE-V2X的各項性能居國際領先水平。LTE-V2X已在上海、重慶、長春等國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車示范區(qū)部署設備，開展規(guī)模測試;也應用在廈門、杭州等地的智慧公交商用項目及一些自動駕駛測試中。

陳山枝介紹，車聯(lián)網(wǎng)的建設和發(fā)展也將分為三個階段。第一階段通過V2X車車/車路協(xié)同，在城市道路和高速公路部署LTE-V2X，實現(xiàn)智能交通，提高交通效率，駕駛輔助安全。第二階段將實現(xiàn)在特定區(qū)域、特定場景（園區(qū)、港口）等部署LTEV2X，通過區(qū)域性中低速行車協(xié)同決策與控制，實現(xiàn)商用車（如工程車、貨運車、擺度車等）自動駕駛。階段三將通過NR-V2X（LTE-V2X演進版本）和5G結合，支持高度智能、廣域網(wǎng)聯(lián)感知、決策、控制等廣域高速行車協(xié)同決策與控制，實現(xiàn)乘用車自動駕駛。第一階段和第二階段在這幾年都會部署和商用。但第三階段涉及普通消費者的乘用車自動駕駛可能需要很長時間才能實現(xiàn)，因為還涉及到法律等其它因素。

我國一直重視車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，自2017年國家制造強國建設領導小組提出發(fā)展LTE-V2X，我國頒布了一系列政策支持C-V2X車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。當前“5G+車聯(lián)網(wǎng)”是5G新基建及豐富5G應用場景的重要內(nèi)容。

基于車路協(xié)同的道路基礎設施將建設包括LTE–V2X路側網(wǎng)絡，以及道路傳感網(wǎng)、監(jiān)控設備等建設，實現(xiàn)路況、事故等的實時感知;還包括應用層的交通監(jiān)管、事故處理、車輛調(diào)度、行車輔助、出行信息等應用系統(tǒng)建設。在現(xiàn)有的高速公路、城市道路等基礎設施上，增加LTE-V2X道路基礎設施的建設與投資，構建智能網(wǎng)聯(lián)新架構。

陳山枝特別向《英才》記者分析指出：“由于國情不同，中國將走出一條與發(fā)達國家不一樣的發(fā)展智能交通和自動駕駛的發(fā)展模式?！奔椿谲嚶?lián)網(wǎng)的“聰明的車+ 智慧的路”的車路協(xié)同發(fā)展模式，實現(xiàn)交通、汽車和信息通信服務的跨界融合，創(chuàng)新“ 出行即服務”，為大眾帶來新的智慧出行服務。

陳山枝指出：汽車產(chǎn)業(yè)正面臨百年未有之的大變革，汽車產(chǎn)業(yè)的“四化”（電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化）變革中的“三化”（智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化）與“5G+車聯(lián)網(wǎng)”直接相關。他認為，未來汽車將是體積最大的5G移動終端，也是體積最大的移動計算和存儲設備、移動儲能設備。

“未來的汽車將是新型的載人移動智能電子設備，而中國是全球最大的汽車生產(chǎn)國和銷售國，當前我國在新能源汽車走在全球前列，5G+ 車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將助力我國汽車工業(yè)崛起，由汽車大國走向汽車強國?！标惿街Ρ硎?。

專家簡介

陳山枝博士長期致力于移動通信理論與關鍵技術研究、標準制定和產(chǎn)業(yè)化工作，是我國高速移動通信領域帶頭人，為實現(xiàn)我國主導的4GTD-LTE、5G和LTEV2X車聯(lián)網(wǎng)的核心技術突破、國際標準制定和產(chǎn)業(yè)化做出了重要貢獻。近幾年來，面向國際競爭前沿和國家重大戰(zhàn)略，在5G大規(guī)模天線、超密集組網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等關鍵技術方向上做出重要貢獻，相關成果申請發(fā)明專利，進入5G和LTE-V2X車聯(lián)網(wǎng)國際標準，成為標準必要專利（SEP），提升了我國在移動通信領域國際標準和知識產(chǎn)權的話語權及產(chǎn)業(yè)競爭力。帶領中國信科的5G和車聯(lián)網(wǎng)團隊實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為我國“5G和車聯(lián)網(wǎng)引領”做出了突出貢獻，成果正應用在我國“新基建”中。最近，陳山枝被授予第二屆全國創(chuàng)新爭先獎獎狀。