商用一周年，5G成为中国数字经济的“新引擎”
最后更新：2020-06-11 10:04:42 手机定位技术交流文章
5G信号第一次覆盖了珠穆朗玛峰的峰顶，中国已经建立了一个世界最高海拔的5G基站。新华社
上海虹口为“5G+工业互联网”产业创造新高度。新华社
5G+虚拟现实隔离访问系统在云南昆明投入使用。新华社
编者按
2019年6月6日，工业和信息化部向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电颁发了5G商业牌照，标志着5G商业在中国的第一年正式进入。2020年突如其来的全球流行改变了人们的生活方式，许多活动被转移到网上，这极大地推动了5G和新一代信息技术的发展。5G视频会议、智能医疗、汽车联网等应用发展迅速。随着我国5G基础设施的逐步完善，5G作为“新基础设施”的代表，将扩展更多的应用场景，5G产业将迎来新的大发展机遇。
5G作为一种超宽带低延迟无线通信技术，可以整合物联网、数据中心、人工智能和工业互联网，形成完整的新一代信息基础设施，成为“新基础设施”的重要组成部分。中国主张推进互联网、大数据、人工智能和实体经济的深度融合，加快制造业、农业和服务业的网络化、智能化和数字化。在过去的一年里，5G和其他新一代信息技术带来了新的应用，促进了智能社会的发展，支持了行业数字化，并成为中国数字经济的新引擎。
1.5G将物联网与云计算、大数据和人工智能无缝结合
“新基础设施”是建立一个集约、高效、经济、实用、智能、绿色、安全和可靠的现代设施系统。包括三个方面:第一是新一代信息基础设施；二是基础设施的整合；第三，创新基础设施。新一代信息基础设施可分为三个方面:一是通信网络基础设施，包括5G、互联网、工业互联网和卫星互联网；还有新的技术设施和计算基础设施。
移动通信已经从第一代1G、2G、3G和4G发展到目前的5G。5G与前几代移动通信的相似之处在于，它是十年的一代，峰值速率在十年内增加了一千倍。5G与前几代产品的不同之处在于，1G至4G用于个人通信，5G用于工业互联网和智能城市应用。有三种应用场景:增强的移动宽带、超可靠的低延迟和大的光覆盖连接。与4G相比，5G和4G的性能提升了一个数量级。5G主要依靠无线技术的创新，这离不开通信的基本原理。首先，它制造更多的基站，其次，它制造更多的天线。当然，它也需要频带和物理机的改进。在宽带方面，5G的性能是4G的30倍，在体验数据方面，是4G的10倍。此外，它支持高速运动，可达到每小时500公里的速度。还有一个低延迟，比4G低40%。它支持大型连接，连接表面比4G高出10倍，实现了100万平方公里的传感器网络。其次，能效密度比4G高100倍。
5G网络技术的升级不仅仅是智能手机或无线接入网络。5G使用边缘计算。5G特别强调将云计算能力的一部分推向边缘，以减少敏感服务的处理延迟，并降低中心云的带宽压力，从而提高可靠性。一些5G边缘计算也可以放置在机器站附近。对于使用边缘计算的企业，根据IDC分析，今年50%的数据将在边缘端处理，双机云的成本低于单机云。
还有智能物联网。物联网感知数据包括大数据和人工智能分析。5G之前的普通移动网络时延大，带宽不足，没有边缘计算。因此，传感器数据相对于背景有很长的时间延迟，并且在做出决定后失去了实时处理的机会。现在5G来了。5G不仅带宽大、时延低，而且显示一平方公里支持一百万个传感器网络，端到端时延小于10秒。因此，5G可以说是物联网与云计算、大数据和人工智能的无缝集成。人工智能与IOT的融合成为了人工智能的智能网络。AIOT相当于用5G将云计算能力虚拟化到物联网。此外，我们可以将人工智能芯片、商用人工智能软件和开发工具集成到智能终端中，并将其与物联网的原始模块集成在一起。当然，这种集成也适用于一些更复杂、更严格的物联网终端，如超高清摄像机、机器人和无人机，它们直接将人工智能的能力集成到物联网模块中。此外，AIOT终端还可以移入区块链，保证了物联网设备的接入认证、设备加密和设备控制安全，解决了数据认证和数据资本化的问题。
2.“云使能”，5G支持超宽带和低延迟高速网络
5G解决了“在云上启用”的问题。传统的视频会议、游戏、数字文化产业和工业协同设计都需要将核心程序下载到本地。本地计算需要完成，计算能力的内存成本相对较高。现在，依靠云服务器的计算能力和服务器的传输能力，两者无需下载终端和程序就可以连接起来。需要即插即用、多屏幕集成和流畅的体验。右上角有两个小视频，一个在手机上，另一个在高端电脑上。这两者没有多大区别。今天的终端通过5G连接到互联网，然后在后台连接到云计算平台。终端可以立即发送游戏控制动作，在后台渲染图像并压缩图像，然后将游戏转移到后台。基本上没有时间延迟，所以感觉比较平稳。这种应用不仅在游戏中使用，如云办公、云教室、云视频、云招聘以及流行期间的云合同签订。即使在流行之后，这种云应用也可以节省运输成本和时间，并且更加方便。
5G的另一大特点是超宽带，它可以支持超高清4K8K。与传统的高清晰度相比，4K和8K的分辨率大大提高。2K的分辨率是这样的，4K是它的4倍，8K是4K的4倍。不仅分辨率提高，帧速率达到120帧，倍数从8位到16位不等。由于5G可以支持高分辨率，我们希望屏幕更大，但是屏幕太大，我们无法随身携带，所以现在出现了带折叠屏幕的手机。现在带折叠屏幕的屏幕不是很大，所以现在有一个智能屏幕，表面上是一个电视屏幕。事实上，它是手机的屏幕。我们可以通过手机连接到它，或者通过触摸来翻转屏幕，这样我们就可以享受超高清视频。应该说，4K8K电视在中国仍然发展很快，预计今年将占总销售额的40%和5%。
另一款5G的特点是支持高速运动。什么时候需要高速？我们知道高山滑雪的速度达到每小时250公里。冬季奥运会和夏季奥运会的区别在于速度和艺术。为了让5G在高速运动中发挥作用，我们可以在运动员的头盔和雪橇上安装5G摄像头。体育场外的观众可以根据运动员的身高、难度、温度和速度，通过5G直接播放超清晰视频。中国联通使用5G将超高清8K乒乓球比赛传送到室外，将运动场上的多个座位的信号传送到室外，然后将室外的多个座位合成，这样室外观众就可以获得360度的现场体验。过去，我们体育馆的票价在不同的地方是不同的，视角也是不同的。当我们观看现场直播时，我们看到导演发出的飞行信号是一样的。使用5G，我们可以分别发送多个飞行位置的视频，用户可以分别指出哪个飞行位置。一些商人现在怎么想？不同的座位可以卖不同的钱，例如，“温布尔登”比赛，从费德勒国王的角度来看，座位可以卖更多的票，这种直播的市场也非常大。
5G的另一个特点是它不仅支持高清晰度，而且具有极低的延迟。增强现实/虚拟现实需要高带宽，尤其是低延迟，这是4G、5G can无法实现的。华为曾预测，到2025年，全球将有10%的企业使用虚拟现实技术。据国际数据公司去年报道，到2023年，中国的汽车零部件市场将达到650亿美元。例如，紫禁城是开放的，许多珍宝不能用手触摸或近距离观看。在紫禁城里戴一顶5G虚拟现实头盔可以亲身体验这些珍宝。你可以在旅游景点戴虚拟现实头盔，这可以让你感觉更冒险和刺激。当你观察植物园里的植物时，你可以通过头盔看到这种花的云彩搜索内容。
3.数字创意、智能医疗、智能教育、汽车网络...……5G行业越来越多地被用于集成和创新。
整合创新的5G产业将在未来得到广泛应用。例如，数字创意也可以随着5G产业和5G的发展而大大提高，5G可以分析运动员的动作和我们的武术电影设计。将来，当制作电影和电视时，你不需要花钱去买价格非常高的“小鲜肉”。事实上，你可以“画”一个。
5G终端不仅仅限于普通终端，手机也可以用作眼镜和5G终端。对普通人来说，屏幕不能是凹凸的。你可以在手指上读相机，你想读哪个单词，甚至翻译它。有人还说，终端被做成一副眼镜，戴在反面。我们可以看看。增强现实/虚拟现实不仅可以戴在头上，还可以安装在地面摄像机上。照相机给你的身体拍照。当你说改变颜色时，它会根据你的身体自动改变颜色。它不仅能变色，还能换衣服。
它在智能医学中有很好的应用。去年3月，中国人民解放军三亚总医院的医生通过北京301医院的5G遥控器完成了帕金森患者的开颅手术。流行期间有许多5G远程咨询和远程操作指导的例子。此外，虚拟现实可以用来培训医务人员，普通外科医生需要经过长时间的培训才能进入手术台。虚拟现实可以加快培训过程。目前，判断是否获得新的冠状肺炎主要取决于核酸检测。核酸检测不能立即确认患者是阳性还是假阴性。仍然需要CT。CT照片仍然相当难看。大数据人工智能技术可以用来将肺融合成一个三维的肺，然后看看肺的外围是怎样的。利用医生观察新的冠状肺炎的经验，并将其输入后台人工智能大数据，现场医生将医学图像传输到后台，通过后台对比，找出哪些CT图像有大问题，大大缩短了时间。
智慧教育、流行期间许多儿童在家的在线课程、5G和增强现实/虚拟现实技术不仅对儿童有帮助，对成人也有帮助。理解生物的微观世界，天体的宏观运动，以及未来2300年世界将如何变化，可以呈现直觉的感受。增强现实/虚拟现实头盔可以模拟许多场景。
为了检测水污染，没有必要通过卫星。现在使用无人驾驶飞行器携带5G终端和高清摄像机可以拍摄地面污染和水质污染的照片。另一种5G具有连接大的特点，特别适用于环境检测。
在陕西省的一个农场里，正值苹果园盛开的季节，一架装有5G摄像头的无人驾驶飞行器正在扫描一个苹果园。苹果一般只开花一周。向下扫描后，通过后台的大数据人工智能分析，可以清楚地统计出每棵树上有多少花，哪些花可以结果。可以说，苹果园的产量是提前三个月预测的，那时期货可以卖出。5G高清摄像机还能检测农田土壤中的肥料、干旱和作物生长，还能确定我们受影响的地方。
汽车网络可以说5G是为汽车网络而生的，汽车网络因为5G而复兴。由于严格的时间延迟要求，交通对安全更为敏感。4G时代的时间延迟太大。5G加边缘计算可以保证1毫秒的延迟空端口，这可以保证交通到交通灯、交通到人等。我们过去依赖雷达，将来也会使用雷达。然而，我们不需要如此精确的雷达，不仅是智能汽车，还有智能道路。二者的结合可以提高交通效率，保证交通安全，减少废气排放。此外，汽车网络原本也是一个行业。麦肯锡预测，到2030年，全球汽车网络、车载电子设备和汽车网络服务的总规模将达到1.5万亿，而现在全球汽车行业的规模将达到3万亿。华为预计，到2025年，全球15%的汽车将嵌入汽车网络。
事实上，5G的应用不仅在汽车领域，包括垂直行业，还在金融领域。我们可以看到2G有网上银行，3G有手机银行，4G有数字银行，5G有智能银行。
5G也可以帮助培训工人。这个工人不会修车。他可以用5GAR眼镜修理汽车。因此，我们可以看到虚拟和真实的物体，并逐步修复汽车。我们在国内也使用过它们。江西江铃汽车让工人戴上增强现实眼镜，从而降低了出错率。
工业应用方面，中国有350万工人每天用眼睛在生产线上目测产品质量。虽然工作人员很认真，但检测准确率仍然不高。现在，5G高清摄像头被用于将拍摄的产品直接连接到边缘计算中心的云和人工智能，并与预先存储的合格和不合格图片进行比较。因此，人们发现机器视觉能力超过了人类。青岛港采用5G遥控起重机实现毫秒延时和高精度定位，效率提高30%，人员减少70%；山东潍柴动力利用5G协调潍坊、杭州、法国等地的研发中心，研发效率提高25%。
机器人无人机可以通过使用5G变得更加敏感。当无人驾驶飞行器被买回时，应该对其进行编程。普通企业可能不具备这种能力。现在我们已经在机械手上安装了5G摄像头，来观察它旁边的手是如何移动的。它会被自动训练。华为预测，到2025年，全球每10，000名制造工人将使用103个机器人，这意味着到2025年，每100名工人将配备一个机器人。
不仅在生产环节，而且在企业财务环节。许多中小企业现在面临一些困难，包括信贷困难，因为中小企业的房地产少，抵押的东西少，诚信记录少。然而，所有的企业，不管多小，都会有半成品和成品的仓库。即使租用仓库，成品和半成品也会在仓库中存放一段时间。我们在仓库里安装了摄像头，并将摄像头的视频发送到银行。银行看着摄像机，知道这些可移动资产变成了可以用作质押目标的临时房地产。因此，银行敢于贷款给企业。当然，银行必须记住在企业离开仓库之前偿还贷款。银行还可以管理街区链。这样，现在的贷款利率只比银行的正常利率高1.5个百分点，而私人贷款利率过去高达15%，是现在的两倍多。仓库里的东西不仅可以用作质押，应收账款和订单也可以质押。5G人工智能大数据的出现，为许多企业提供了更多数据的信用凭证。
简而言之，5G将有许多新的应用。2G全球始于1991年，中国始于1994年，短信始于1992年，然后QQ和支付宝应运而生。3G全球许可证是在2001年颁发的，而中国的许可证是在2007年颁发的。3G的突出性能是它的数据传输能力。3G出现后，出现了手机、移动电子商务、微博、O2O和微信。微信是在中国3G发布四年后才发布的。可以说，当3G在市场上销售时，人们甚至没有想到这些应用。4G始于2010年的世界，2013年的中国。4G的主要功能是宽带。4G诞生后，将会出现短视频，如代码扫描支付、经济网络上的汽车共享、社交电子商务、智能搜索、聊天等。我们也不可能想到4G何时商业化。目前，中国的5G正在与发达国家的5G并行使用。5G的主要特点是云智能的融合能力。现在预计5G将支持4K、8K超高清视频、AR/VR、智联网络和工业互联网。5G肯定会产生我们无法想象的新应用。
(作者:吴，中国工程院院士)
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