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移动通信从面向个人通信的1G、2G、3G、4G以十年一代的速度发展到现在，面向产业互联网和智慧城市应用的“5G时代”终于要来了。5G的到来将带来哪些领域的颠覆性变革？与前几代移动网络不同，为何智能制造、互联网等产业界对5G寄予如此厚望？在日前举行的2020深圳湾5G应用创新大会上，中国工程院院士邬贺铨和郭仁忠对此进行了深入解读。
增强移动宽带，支持上云赋能与高清高速传输
理解5G在未来的应用，首先要从其特性说起。在邬贺铨院士看来，5G具有增强移动宽带、超可靠低时延、广覆盖大连接的优势。“和4G相比，5G的多个性能有数量级的提升，5G宽带的能力峰值是4G的30倍，体验数据是4G的10倍。”这也就是说，5G的传输速率有极大提升，相比4G百兆级的速率，可以一跃达到千兆级别，而这一特性能够支持许许多多需要大量传输、计算密集型的应用场景。
“5G首先解决了上云赋能的问题。”邬贺铨说，传统的视频会议、游戏、数字文化产业、工业协同设计都需要将核心程序下载到本地完成计算，因此对计算机的内存成本要求比较高。现在终端可以通过5G连到互联网再连到后台的云计算平台，依靠云端服务器的运算能力和传输能力，人们就不再需要下载终端和程序，可以做到即插即用、多屏合一，实现流畅的体验。
此外，5G的超宽带、每小时500公里的运率速度，使得超高清分辨率的4K、8K和高速移动视频成为现实。例如时速高达每小时250公里的高山滑雪，如果在运动员的头盔和雪橇上安装5G摄像头，5G就可以进行超清视频直播，让场外观众也感受到运动员的高度、速度、难度。“此前中国联通已经采用5G把超高清8K的乒乓球比赛传到场外，对多机位的信号进行合成处理，所以场外观众可以获得360度的场景体验，用户可以自行选择观看角度。”邬贺铨说，已经有商家尝试对不同角度进行不同收费，例如温网当中，名将费德勒的视觉角度就可以卖出更高的票价。
超可靠低时延，与传统新兴产业可无缝对接
5G的另一个显著特点就是其极低的时延。由于覆盖范围和网络容量的极大提升，5G的时延能够低于1毫秒，远比4G要更加稳定流畅。因此，5G未来最典型的应用场景要数VR和AR的应用。目前的4G还难以支持VR/AR的实时传输，但是5G却能够支持其高密度的计算。
“例如我们在‘故宫中国’戴上5GVR的头盔，就可以亲身感受珍宝，观看明朝的古画，甚至变为动画的一部分。”邬贺铨说，这不仅对文化旅游有很大的帮助，对未来的教育也能带来很大变革，可以让人们直观地了解生物中的微观世界、宏观天体的运行、古代历史场景，以及应用于医生的职业培训等等。
按照这一逻辑，包括智能装配制造、自动驾驶汽车、智慧医疗、智慧农业、工业互联网等对网络延迟很敏感的领域，5G的应用都可以带来变革性的影响。
“去年3月，一名解放军总医院的医生在三亚通过5G遥控在北京301医院的机械手，为帕金森患者完成了开颅的手术。疫情期间通过人工智能大数据，5G辅助医生对CT进行读片，结合核酸检测对新冠肺炎进行诊断，大大提升了效率。”邬贺铨说。
利用5G这项“技能”，陕西的一家农场已经让带有5G摄像头的无人机扫描整个苹果园的开花情况，通过后台的智能分析，可以清楚地数出每棵树有多少花，哪些花可以结果，提前3个月预测苹果的产量，从而把苹果当期货卖出去。
真正万物互联，让城市建设运行更加智能
物联网，是指每平方公里至少100万台设备连接。而5G的特性，使其能够真正支持“万物互联”。“感知、传输、存储、计算是智慧城市建设必备的四大能力。”在郭仁忠院士看来，5G将从移动传输、实时响应、室内外连续定位及创新应用四个方面助力智慧城市建设。
“我们要建智慧城市就必须建起城市的数据模型，像深圳这样一个城市，包括马路上的车道线、下水道、地下管线要完全跟实体世界一样，这将带来巨大的数据量，目前这种应用只能在有限的光纤环境下使用，还不能到移动端。而5G可以让其进入终端设备，惠及每个市民。”郭仁忠表示，有了5G，未来就可以让无人机在空中巡查时自动和三维模型相匹配，例如对高峰期的路况进行快速感知和实时调度，对坏掉的公共设施进行快速处理，从而更好地服务百姓。
同时，由于5G基站密度加大，频率提升以及天线的阵列，使得5G的定位能力、定位精度大大提高。4G的移动定位在百米级，卫星的动态定位在十米左右，而5G的精度可以达到亚米级，在0.7、0.8米左右。这意味着什么呢？
“例如抗击新冠肺炎疫情，如果有人感染了，他的移动轨迹可以由手机记载到亚米级的精度，我们就能对其进行跟踪，迅速知道他和哪些人有过密切接触，同时根据其他人的轨迹进行比对，判断出潜在的感染对象，让隔离和病毒溯源更加精准高效。”郭仁忠说。
“3G出现后，人们有了移动手机、移动电子商务、微博、微信，4G出现后，我们有了扫码支付、共享经济、网约车、网络直播。根据移动通信的发展历史，5G的出现，除了以上这些，可能还会带来一些意想不到的应用。”邬贺铨认为，新一代信息技术赋能新应用，推进智慧社会的发展，支撑产业数字化，5G必将成为数字经济的新引擎。
（本报记者 党文婷 严圣禾）
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