編者按
隨著各個(gè)國(guó)家都在加大對(duì)5G的研發(fā)投入,以及陸續(xù)商用測(cè)試,5G儼然已經(jīng)成為了2019年最重要的技術(shù)風(fēng)口。5G的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些?通信廠商、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)如何在5G時(shí)代改變?中國(guó)在5G時(shí)代,應(yīng)該做些什么?
騰訊科技近日發(fā)起“5G講壇”系列策劃,邀請(qǐng)行業(yè)專(zhuān)家、企業(yè)高管、投資人士等眾多知名人物,詳細(xì)解讀關(guān)于5G的各種疑問(wèn)。第七期:對(duì)話(huà)中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所教授級(jí)高級(jí)工程師李進(jìn)良。
嘉賓簡(jiǎn)介
李進(jìn)良,中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所教授級(jí)高級(jí)工程師。信息產(chǎn)業(yè)部電子科學(xué)技術(shù)委員會(huì)委員,享受政府特殊津貼專(zhuān)家,中國(guó)移動(dòng)通信聯(lián)合會(huì)常務(wù)理事,中國(guó)通信學(xué)會(huì)會(huì)士。
劃重點(diǎn)
15G不僅僅是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有需求,物聯(lián)網(wǎng)也有。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)要解決人和人的連接,物聯(lián)網(wǎng)要解決物和物的連接,還有解決人和物的連接,在這種情況下,就產(chǎn)生了爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)。
24G時(shí)代都是各個(gè)行業(yè)獨(dú)自為戰(zhàn),到了5G時(shí)代就是眾多的垂直行業(yè)要跨行業(yè)、跨領(lǐng)域融合,就會(huì)產(chǎn)生更多的業(yè)態(tài)和新的商業(yè)模式,是今后新價(jià)值的增加點(diǎn)。
34G當(dāng)前還是有很大的用處,所以未來(lái)比較長(zhǎng)的時(shí)間4G、5G要并存,4G不會(huì)馬上退市?,F(xiàn)在需要的是讓2G退市。
以下為對(duì)話(huà)李進(jìn)良教授實(shí)錄:
騰訊科技:
很多國(guó)家、企業(yè)都在說(shuō)要大力發(fā)展5G技術(shù),5G究竟有哪些特征,讓我們?nèi)绱丝粗剡@項(xiàng)技術(shù)?
李進(jìn)良:對(duì)這個(gè)問(wèn)題需要和前面四代聯(lián)系起來(lái)才能說(shuō)清楚,5G和前面四代有個(gè)很大不同的特征:1G主要的標(biāo)志性技術(shù)是頻分多址(FDMA),2G的標(biāo)志性技術(shù)是時(shí)分多址(TDMA),3G的標(biāo)志性技術(shù)是碼分多址(CDMA),而4G是正交頻分多址(OFDMA)。1G、2G、3G、4G都有一個(gè)標(biāo)志性換代的標(biāo)志,每一代比前面一代的頻譜效率或數(shù)據(jù)速率都依次提高了。到了現(xiàn)在5G,由于現(xiàn)在新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,比如說(shuō)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算,有跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的融合,所以對(duì)于移動(dòng)通信的技術(shù)提出了更高的要求。
前面四代都是滿(mǎn)足人和人的通信,但是剛才說(shuō)的科技革命,是希望移動(dòng)通信不是僅僅滿(mǎn)足人和人的通信,而是要轉(zhuǎn)到物和物、人和物的智能互聯(lián),也就是物聯(lián)網(wǎng)。
5G是有兩大驅(qū)動(dòng)力,第一個(gè)是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),第二個(gè)是物聯(lián)網(wǎng)?,F(xiàn)在的需求是希望速率更高,到目前還沒(méi)有什么革命性的技術(shù),還是用4G的技術(shù),可以叫做4G的加強(qiáng),還是用正交頻分多址,還有MIMO,也就是多輸入多輸出的天線(xiàn)。
但是你要滿(mǎn)足人和物、物和物連接的需要,就產(chǎn)生了新的技術(shù)要求,就必須要時(shí)延非常短,要高可靠,要大量的連接。原來(lái)1G、2G、3G、4G的時(shí)候,沒(méi)有這些需求,就不會(huì)在每平方公里有百萬(wàn)個(gè)連接,沒(méi)有這么大。但物和物連接就不同了,比如說(shuō)你和我現(xiàn)在連接是我們兩個(gè)人的,但是要是我家里的連接,我家里起碼十幾個(gè)電器,像電冰箱、微波爐、空調(diào)等等,每一個(gè)物件都要連接,這樣就產(chǎn)生了一大堆的連接數(shù)。
另外將來(lái)要無(wú)人駕駛,要用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn),就必須時(shí)延要求短,要短到一個(gè)毫秒。這樣一來(lái)5G和原來(lái)四代有大的不同,要極低時(shí)延,極低的,不是一點(diǎn)點(diǎn),是毫秒級(jí)的。要高可靠,要有大的連接。
原來(lái)4G可能幾十個(gè)毫秒,到了5G是一個(gè)毫秒。連接數(shù),在一平方公里內(nèi)要連接一百萬(wàn)以上。再就是流量密度,同一塊地方比如同一平方公里的地方要比原來(lái)的4G有更大的吞吐量,大十倍以上。
另外5G還有三個(gè)主要的效能,第一是頻譜效率,就是單位頻譜資源提供的吞吐量,提升5~15倍,也就是同樣的頻段寬度提供的吞吐量,要比4G要提高幾倍到十幾倍。第二是能源效率,同樣一個(gè)焦耳能夠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的比特?cái)?shù),要比4G提高百倍以上。第三是成本效率,每單位成本所能傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù),提升百倍以上。同樣花的錢(qián)5G要便宜,也就是說(shuō)又要馬兒跑得快,又要馬兒吃的少。
由于5G與前4代以不同多址接入技術(shù)革新為換代標(biāo)志大大不同,5G的概念便由過(guò)去的無(wú)線(xiàn)技術(shù)為主向網(wǎng)絡(luò)技術(shù)延伸,由“
標(biāo)志性能力指標(biāo)”與“
網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)”來(lái)共同定義。5G是什么?就不是像前4代那樣一句話(huà)可以定義的,而是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,在傳承前4代優(yōu)良基因的基礎(chǔ)上,綜合采用無(wú)線(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)多種先進(jìn)技術(shù)比4G提高10倍以上性能,最終實(shí)現(xiàn)的全球統(tǒng)一的新一代移動(dòng)通信網(wǎng)。
騰訊科技:4G在2013年剛剛商用,
現(xiàn)在就開(kāi)始5G商業(yè)化,這樣是否有些操之過(guò)急?
李進(jìn)良:這些其實(shí)都是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的觀點(diǎn)。我剛才談了5G不僅僅是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),而是物聯(lián)網(wǎng),要解決人和人的連接,還要解決物和物的連接,還有解決人和物的連接,在這種情況下,就產(chǎn)生了爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)。
比如說(shuō)我們要VR、AR,4G滿(mǎn)足不了這些要求。有海量的設(shè)備要連接,很多物要連接,這些4G也滿(mǎn)足不了。由于人工智能的發(fā)展,可以無(wú)人駕駛、無(wú)人工廠,這樣就必須要有非常低的時(shí)延。由于不斷涌現(xiàn)的這些需求,4G不能滿(mǎn)足要求。加上剛才說(shuō)的人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的發(fā)展,這些就促成了人們都覺(jué)得要搞一個(gè)比4G更全面、更快、更好的系統(tǒng),5G就是這么來(lái)的。
如果僅僅是通話(huà)、僅僅是人和人的通信,4G還可以湊合,但是也有些不行了,比如說(shuō)體育競(jìng)賽,我在家里面不能到現(xiàn)場(chǎng)去,我希望能看到現(xiàn)場(chǎng)的競(jìng)賽,這時(shí)候4G就滿(mǎn)足不了了,必須用5G很高的速率能夠高清晰的、超高清晰的直播。
當(dāng)然,4G還是有很大的用處,所以未來(lái)比較長(zhǎng)的時(shí)間4G、5G要并存,4G不會(huì)馬上退市。到今天為止,我覺(jué)得2G是需要退市了,現(xiàn)在聯(lián)通已經(jīng)開(kāi)始讓2G退市了,中國(guó)移動(dòng)的包袱很重,原來(lái)GSM搞的很大、用的人很多,所以退市起來(lái)就困難的多一些了。4G還有需要,還會(huì)和5G并存相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。
騰訊科技:
4G催生了中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā),到了5G時(shí)代,會(huì)帶哪些產(chǎn)業(yè)帶來(lái)機(jī)遇?
李教授:4G改變生活,5G改變社會(huì),2017年的時(shí)候到中國(guó)來(lái)的留學(xué)生,特別是非洲國(guó)家的學(xué)生,他們深切感受到由于4G的發(fā)展,中國(guó)的應(yīng)用非常方便,比如移動(dòng)支付、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物、共享單車(chē)等等,“新四大發(fā)明”的順口溜的確是“出門(mén)不用帶錢(qián)包,市里單車(chē)隨處跑,外賣(mài)很快送到家,高鐵四通又八達(dá)”。這就是4G改變了生活。
5G時(shí)代的使用價(jià)值在哪里呢?我們過(guò)去有個(gè)“老3C”,第一個(gè)是通信(Communication),第二個(gè)是消費(fèi)電子(Consumer),第三個(gè)是計(jì)算機(jī)(Computer)。5G時(shí)代就要轉(zhuǎn)向新的3C,第一個(gè)是連接(Connect),第二個(gè)是控制(Control),第三個(gè)是融合(Convergence)。
過(guò)去的就是人和人的連接,到了5G是人和物、物和物的連接,叫做萬(wàn)物互聯(lián)。過(guò)去通信只是信息的交互流動(dòng),到了5G的時(shí)候,信息流是通過(guò)控制行為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)化,比如說(shuō)遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育。過(guò)去都是各個(gè)行業(yè)獨(dú)自為戰(zhàn),到了5G時(shí)代就是眾多的垂直行業(yè)要跨行業(yè)、跨領(lǐng)域融合,就會(huì)產(chǎn)生更多的業(yè)態(tài)和新的商業(yè)模式,是今后新價(jià)值的增加點(diǎn)。
總而言之,5G將通過(guò)創(chuàng)新應(yīng)用改變社會(huì)。使用5G網(wǎng)絡(luò)的不僅是人,還有各種物體,比如廚房里煤氣監(jiān)測(cè)儀與控制中心的網(wǎng)絡(luò)連接、物流倉(cāng)庫(kù)里機(jī)器人與貨架的連接等等。5G網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)應(yīng)用,跟整個(gè)社會(huì)運(yùn)行都強(qiáng)關(guān)聯(lián)。我們可以從5G創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景作為典型來(lái)分析:
自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?;?G的毫秒級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與極高可靠性必然促使車(chē)聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)駕駛技術(shù)高速發(fā)展,這是5G可預(yù)見(jiàn)的主要應(yīng)用領(lǐng)域;當(dāng)無(wú)人物流車(chē)、無(wú)人出租車(chē)、無(wú)人公交車(chē)等等獲得廣泛應(yīng)用之后快遞小哥、出租車(chē)司機(jī)、公交車(chē)司機(jī)這些行業(yè)的從業(yè)人員將面臨失業(yè),社會(huì)分工中的這一類(lèi)人群即將消失。
自動(dòng)駕駛未來(lái)的汽車(chē)上的5G設(shè)備帶寬會(huì)做到1個(gè)G,可以看作是一種大型移動(dòng)終端,除了汽車(chē)上需要大量傳感器與5G終端設(shè)備之外,沿著汽車(chē)的道路兩邊實(shí)際上有大量傳感器與5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它不停地要把汽車(chē)運(yùn)營(yíng)、管理、加油站、充電樁、維修站等的數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)絡(luò)上,同時(shí)還要有反饋,這對(duì)整個(gè)道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)會(huì)有很大帶動(dòng),這勢(shì)必影響一大批與交通相關(guān)具有共同的物質(zhì)條件和生活方式而互相聯(lián)系起來(lái)的人群。
健康醫(yī)療領(lǐng)域。應(yīng)用5G技術(shù)于智慧健康產(chǎn)業(yè)的遠(yuǎn)程醫(yī)療、醫(yī)療影像診斷,通過(guò)仿生人眼機(jī)理的雙攝像頭獲取人體器官、手術(shù)等的立體信息大數(shù)據(jù)流,經(jīng)5G的1Gbps超高用戶(hù)體驗(yàn)速率技術(shù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)疆惖?,通過(guò)雙屏立體觀象器不失真的立體顯示圖像和視頻,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控醫(yī)療情況,對(duì)偏僻鄉(xiāng)村實(shí)施遠(yuǎn)程條件下的會(huì)診、影像、超聲、心電、手術(shù)等;這樣醫(yī)院的布局及人們就醫(yī)的物質(zhì)條件和生活方式必然面臨重大變革。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。5G技術(shù)與工業(yè)控制深度融合,如汽車(chē)智造、智慧油田支撐先進(jìn)制造業(yè)智能化發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是基于新一代信息技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)系統(tǒng)全方位深度融合所形成的產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用生態(tài),是工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)以人工智能的機(jī)器人代替藍(lán)領(lǐng)勞動(dòng)的無(wú)人工廠、無(wú)人商店等等興起之后,傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)工人必將升級(jí)為具有高級(jí)科技學(xué)識(shí)的工程技術(shù)人員。
智慧城市領(lǐng)域。將5G技術(shù)應(yīng)用到城市管理中,如智能抄表、智慧校園、智慧社區(qū)、智慧家庭等;將改變信息交互方式,提高實(shí)時(shí)信息處理能力、加快響應(yīng)速度,增強(qiáng)業(yè)務(wù)彈性和連續(xù)性,提高城市智慧管理水平,促進(jìn)社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)的全面和諧發(fā)展。城市的政府機(jī)關(guān),電、水、氣、熱、信息等管網(wǎng)以及物業(yè)管理的機(jī)構(gòu)組成,相關(guān)人群的職能分工必然改觀。
超高清視頻領(lǐng)域。隨著5G率先成熟的應(yīng)用,如面向智慧冬奧的5G超高清視頻、8k+VR即攝即傳直播互動(dòng)應(yīng)用將使得文體娛樂(lè)進(jìn)入4k/8k時(shí)代;在重大活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)和重要地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)超高清視頻支持,推動(dòng)超高清視頻產(chǎn)業(yè)AR/VR等和5G產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展成新興產(chǎn)業(yè)形態(tài)。要知道,現(xiàn)在一部好的十幾分鐘的VR視頻,體量就有十多個(gè)G甚至幾十個(gè)G,想在線(xiàn)看,得等5G的速度。到了5G時(shí)代,由于更高的速度、更低的時(shí)延等等,大家隨時(shí)隨地都能使用更高網(wǎng)速要求的應(yīng)用,如在線(xiàn)看VR影視、玩VR游戲等等。這勢(shì)必使得文體娛樂(lè)行業(yè)發(fā)生革命性的變化。
騰訊科技:
5G的網(wǎng)速要比4G速度要快很多,可能是幾十倍的差距。5G比4G網(wǎng)絡(luò)更快的背后的技術(shù)原因是什么呢?
李進(jìn)良:這是有兩個(gè)因素,第一個(gè)因素是中國(guó)從3G開(kāi)始,使用的多天線(xiàn)就是MIMO技術(shù),多輸入、多輸出。在3G我們TD-SCDMA的時(shí)候是多根智能天線(xiàn),它是利用無(wú)線(xiàn)傳播的窄波束,就是讓傳輸信號(hào)集中在一個(gè)方向上,所以可以提高傳輸距離,也提高服務(wù)的用戶(hù)數(shù),提高系統(tǒng)的容量。
到了4G還是這個(gè)技術(shù),它是沿著既定的方向前進(jìn),4G的時(shí)候多天線(xiàn)變成大規(guī)模天線(xiàn),原來(lái)我們是2根天線(xiàn)收、2根天線(xiàn)發(fā),后來(lái)提高到4根天線(xiàn)發(fā)、4根天線(xiàn)收,到了5G是64根天線(xiàn)發(fā)、64根天線(xiàn)收,還有128根天線(xiàn)收和發(fā)?,F(xiàn)在正在研究1024根天線(xiàn),在理論上和實(shí)踐上,都證實(shí)了MIMO技術(shù)可以提高速率,可以擴(kuò)大系統(tǒng)的容量。
5G從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面也有很大的發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也只有我們中國(guó)3G TD-SCDMA開(kāi)始使用軟件無(wú)線(xiàn)電,用軟件來(lái)提升各種硬件的功能,來(lái)改善不同的算法,這樣來(lái)提高運(yùn)行的速率。
為了要滿(mǎn)足更大的容量,5G在網(wǎng)絡(luò)方面要超密集組網(wǎng),比如說(shuō)奧運(yùn)會(huì),至少奧運(yùn)會(huì)的比賽現(xiàn)場(chǎng)一下子涌入成千上萬(wàn)的人,大家都一塊用手機(jī),這時(shí)候原有的3G、4G都不夠用的。這時(shí)候?yàn)槭裁绰??就是用的人多了,就把速率拉下?lái)了。5G這時(shí)要“超密集組網(wǎng)”,可以在這個(gè)局部的熱點(diǎn)區(qū)域,比如說(shuō)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、校園、地鐵來(lái)滿(mǎn)足很多人的需要。如果能力很強(qiáng),你再多也不要緊,所以速率就不會(huì)降下來(lái)。所以說(shuō)5G速率的提高,一個(gè)是用MIMO技術(shù),一個(gè)超密集組網(wǎng)術(shù)。超密集組網(wǎng)技術(shù)將來(lái)就要用到毫米波了,美國(guó)在毫米波的應(yīng)用上面他們是做了很多工作的,中國(guó)今年還需要繼續(xù)做測(cè)試。
騰訊科技:普通用戶(hù)很關(guān)心的話(huà)題就是基站輻射,您認(rèn)為5G的輻射真的有這么夸張嗎?已經(jīng)會(huì)達(dá)到影響人類(lèi)身體健康這么一種程度嗎?
李進(jìn)良:關(guān)于輻射的問(wèn)題,國(guó)際上為了保證人類(lèi)的健康有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),我們中國(guó)有一個(gè)比國(guó)際還要更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、站址選擇和業(yè)主商談、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、安裝、施工等等環(huán)節(jié),所以這個(gè)方面任何一個(gè)環(huán)節(jié)阻礙都會(huì)影響施工進(jìn)度。特別是城市規(guī)模大,構(gòu)造也復(fù)雜。現(xiàn)在環(huán)保意識(shí)加強(qiáng),關(guān)注基站輻射,所以產(chǎn)生了基站選址難、進(jìn)站難等等麻煩。
2008年,當(dāng)時(shí)我們國(guó)家承諾2008年奧運(yùn)會(huì)的時(shí)候,要用上中國(guó)的TD-SCDMA的3G。當(dāng)時(shí)中國(guó)移動(dòng)就碰到了困難,很多選址選不上,老百姓不讓進(jìn)去,所以后來(lái)北京市重視了這個(gè)問(wèn)題。廣州由于市領(lǐng)導(dǎo)的重視,采取先外圍、后中心的建設(shè)方針,凡是市政建設(shè)中適合站址的,都首先來(lái)提供應(yīng)用。還有一個(gè)是充分利用原來(lái)基站的站址來(lái)共用,所以當(dāng)時(shí)在廣州采取這些措施之后,共用達(dá)到了80%。后來(lái)北京市政府把市政當(dāng)中的公共建筑拿來(lái)應(yīng)用,就解決了這些問(wèn)題。
現(xiàn)在到了5G時(shí)代,我認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題更容易解決了。為什么?建立了一個(gè)鐵塔公司,用不著三大運(yùn)營(yíng)商自己找地址了。鐵塔公司的東西,大家可以共用了。原來(lái)我到一個(gè)地方去,這個(gè)山頭有一個(gè)鐵塔是中國(guó)移動(dòng)的,不遠(yuǎn)的地方又有一個(gè)鐵塔是中國(guó)聯(lián)通的,現(xiàn)在有了鐵塔公司之后,三個(gè)運(yùn)營(yíng)商都可以?huà)斓竭@些鐵塔上面了,現(xiàn)在的設(shè)備都做的很小了。所以政府的重視、鐵塔公司的成立,還有媒體要進(jìn)行宣傳。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),特別是按照中國(guó)比較嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)人體是沒(méi)有太大的影響。
對(duì)輻射的恐懼,實(shí)際上是人們?cè)诃h(huán)保意識(shí)加強(qiáng)以后產(chǎn)生的一種恐懼,所以這需要媒體把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、危害性說(shuō)清楚。就像我們現(xiàn)在5G用的頻率,比微波爐頻率高一點(diǎn)。這個(gè)問(wèn)題需要媒體跟老百姓宣傳,希望我們政府把一些公共建筑拿來(lái)用,來(lái)減少這個(gè)矛盾,把鐵塔公司的鐵塔共用起來(lái),不要三個(gè)運(yùn)營(yíng)商都去造站址,這樣5G的問(wèn)題應(yīng)該說(shuō)更容易解決。
最后我想再多說(shuō)幾句話(huà), 5G是一系列科技革命的奠基石,是工業(yè)制造2025的助推器,所以我們必須全國(guó)一條心,群策群力。我們一定要把5G這一仗打贏,五年之后中國(guó)大不一樣了。
不僅僅是幾個(gè)運(yùn)營(yíng)商或者通信行業(yè),還有各個(gè)垂直行業(yè),像醫(yī)療、城市安全、電力、交通都要協(xié)同起來(lái),都要把各自的垂直行業(yè)和5G結(jié)合起來(lái),我們就可以實(shí)現(xiàn)5G改變社會(huì)。