全国政协委员 臧继辉
近年来，5G一词的热度一直居高不下，相信大家在对5G移动通信技术充满期待的同时，也存在很多疑问。比如，G的含义是什么？何为5G？它与4G有何关联？采用了哪些关键技术？在生活中5G有哪些应用场景？它又会怎样改变我们的生活呢？
■ G的含义是什么？何为5G？
移动通信技术名称中的“G”，与我们平时常说的多少G流量或者多少G的速率是不同的，在这里它并不是一个数量单位，而是英文单词Generation的简写形式，意为“代”。5G意为第五代移动通信技术，英文是“the 5th-Generation Cellular Network Technology”，即提供宽带接入的第五代蜂窝网络技术，它是继2G、3G、4G系统之后的发展延伸，是目前最新一代无线通信技术。
■ 从电磁波到5G前夜
1896年，无线电之父——意大利人马可尼实现了人类历史上首次无线电通信，他发送的无线电信号穿越了英吉利海峡，标志着人类已经正式推开了无线通信时代的大门。此后的时间里，无线通信似乎进入了“蛰伏期”，一直未取得新的划时代成果，直到上个世纪70年代又迎来了大爆发。1973年4月，马丁·库帕发明了世界上第一部真正意义上的手机，标志着人类敲开了全民无线通信时代的大门。
1980年，1G的经典产品——大哥大，逐渐走入了人们的生活。1G的主要作用是实现了语音通信。然而，由于1G信号非常不稳定且用户承载量非常有限，于是，1990年前后，我们迎来了2G时代，相比于1G，其信号质量和用户承载量均有所提升。到了20世纪末，人们对于手机的需求不再仅仅局限于通话，于是，以多媒体业务需求为牵引、以CDMA（码分多址）为核心技术的3G时代悄然来临。CDMA的基本思想是靠不同的地址码来区分的用户地址，它使得网络速率和用户承载量都大幅提升，完全能够满足公众的基本多媒体业务需求。2010年后，我们迎来了4G时代，其理论速率可达百兆量级且传输非常稳定可靠，几乎可以满足所有用户对于高速高质量无线业务的需求。
概括地讲，1G出现了移动通话，2G普及了移动通话，3G实现了网上冲浪，4G实现了高速率网上冲浪。从1G到4G，是系统容量、安全性、稳定性的不断提升，最终，让通信从少数人的特权变成了所有人的福祉。
■ 5G的关键技术有哪些？
话接上文，4G问世10年后，到了2020年，5G在我国正式商用，这意味着全民5G时代已经悄然来临。5G网络采用了很多新的无线通信技术，其中比较有意思的是多天线技术和设备间直连。
关键技术1：多天线技术
多天线技术就是我们常听到的MIMO，意为“多进多出”（Multiple-Input Multiple-Output），多根天线发送，多根天线接收。在4G时代，就已经有MIMO了，但是天线数量并不多，只能说是初级版的MIMO。到了5G时代，MIMO技术日臻成熟，变成了加强版的Massive MIMO（Massive意为大规模的、大量的），学名是“大规模天线阵列”。也就是说，5G时代天线数量不是按根来算了，而是按“阵”，或者说天线是成片成片的，这相当于为基站和用户之间建立了众多通道，使得网络用户承载量呈指数级增长。通俗地讲，每个人都可以把自己的手机、平板、笔记本电脑、台式电脑等所有设备全部接入5G网络而丝毫不会影响上网体验。
关键技术2：设备间直连
5G时代，同一基站下的两个用户进行通信，通信数据将不再通过基站转发，而是直接手机到手机，学名是D2D，即Device to Device（设备到设备）。通俗地讲，就是“没有中间商赚差价”，这样，就节约了大量的空中资源，也减轻了基站的压力。说到这里，可能有朋友要问了，这样是不是就不用交话费了？那你就太天真了，虽然你传输的消息不通过“中间商”了，但是控制消息（保证你传输的消息不出错的消息）还是要通过“中间商”来传递的，因此你依然占用了公共资源，还是要付钱的。
■ 5G有哪些应用场景？
与2G萌生数据、3G催生数据、4G发展数据不同，5G是跨时代的技术。除了更加极致的网速体验和更大的传输容量外，5G将开启“万物互联”的物联网时代，其影响力会渗透到各行各业，对我们的生产生活产生深远影响。国际电信联盟为5G定义了eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量大连接）、URLLC（低时延高可靠）三大应用场景。
eMBB（增强移动宽带）——我们平时常见的8K高清直播、VR/AR沉浸式体验馆等，是eMBB的典型场景。这类场景对通信带宽和时间延迟的要求极高，对于普通人而言，eMBB场景的普及推广将大大改善我们的线上办公、学习和娱乐的体验，“卡顿”一词将逐渐淡出我们的网络生活。
mMTC（海量大连接）——当前非常火爆的电子政务、智能交通、智能电网、云计算、全套智能家居等，是mMTC的典型场景。这类场景对连接密度要求较高，海量的设备将集中交接在较小的范围内。例如，在下班到家前，你可以通过5G手机远程控制家里的智能热水器提前烧好热水，也可以遥控智能空调提前调节好室温，还可以通过智能摄像头看一看家中无人照料的宠物。随着mMTC场景的延伸部署，智慧城市、智能家居、视频监控、远程控制等将会给我们每个人都带来“动一动手指，触碰的是整个世界”的美好体验。
URLLC（低时延高可靠）——你也许看到过外科医生远程给病人做精密手术，也看到过一辆无人驾驶的汽车灵活地穿梭在城市的大街小巷，还看到过工业生产线上智能机器人之间分毫不差地密切协作，这些都是URLLC的典型场景。可以预见的是，URLLC场景的普及化，将深刻改变社会产业结构和人力资源结构，人在社会中的角色和作用将会发生一些微妙的变化，信息技术越来越成为社会发展的重要驱动力量。
■ 未来通信，路在何方？
实际上，通信技术并不神秘，5G作为当前通信技术皇冠上最耀眼的宝石，也不是什么遥不可及的创新革命技术，它更多是对现有通信技术的融合与演进。站在时代的转折点，我们看到：电磁学作为现代通信技术的理论根基，已经有130多年的历史；伟大数学家、通信学家香农先生提出香农公式也有70余年，在通信领域无数人的接力下，已经在逼近理论极限。如何在科学原理的范畴内，进一步发掘通信的潜力，是通信从业者们孜孜不倦的追求。相信在不久的将来，一定会有伟大的科学家，带领我们冲破穹顶，迎来新世界的曙光。
（作者系北部战区某部总工程师）
