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图①：5G无人机体验。图②：5G AI铁路智慧机务系统。图③：5G微公交。
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制图：蔡华伟
目前全球97%的人口生活在有移动蜂窝信号覆盖的地方，说移动通信技术改变人类社会毫不为过。而5G，正是当代移动通信技术的制高点，也是新一代信息技术的重要支柱。
2019年被称为“5G商用元年”，随着5G商用牌照正式发放，中国进入5G时代。5G对中国的科技与经济发展是难得的机遇，将为社会治理、经济发展和民生服务提供新动能，催生新业态，成为数字经济的新引擎。
移动通信迭代是中国科技变革和科技创新的缩影
20世纪70年代蜂窝移动通信技术出现以后，中国开始接触这一高科技领域，但直到20世纪80年代末才正式开通蜂窝移动通信网络。坦率地说，我国移动通信的起步相对世界领先国家是较晚的。
1G时代，几万元一个的“大哥大”，让普通人望尘莫及。2G时代，国家大力发展移动通信，移动网络覆盖率和用户普及率快速提升，并尝试推出我们自己的产品，让普通老百姓用上手机。3G时代，移动通信与互联网技术全面结合，智能手机兴起。中国拥有自主知识产权的TD—SCDMA标准成为3G三大国际标准之一，实现我国百年通信史上“零的突破”。4G时代，我们建成全球最大4G网络，移动通信全产业链发展壮大，华为、中兴成为全球领先的移动通信设备供应商，中国电信、中国移动、中国联通也走在全球运营商前列。
5G是最新一代蜂窝移动通信技术，特点是广覆盖、大连接、低时延、高可靠。和4G相比，5G峰值速率提高30倍，用户体验速率提高10倍，频谱效率提升3倍，移动性能达到支持500公里时速的高铁，无线接口延时减少90%，连接密度提高10倍，能效和流量密度各提高100倍，能支持移动互联网和产业互联网的各方面应用。
截至今天的5代移动通信技术，其发展几乎遵循“每10年一代”的规律。目前，无论是从基站覆盖率、手机拥有率，还是光纤入户率来看，中国移动通信产业与应用水平都走在世界前列，这样的发展着实不易。从完全不了解移动通信，到发展为移动通信用户大国、移动通信制造大国、移动通信应用大国，移动通信是新中国成立70多年来科技变革的缩影、科技创新的典范，也是高科技造福人民的代表性行业。
截至2018年3月，中国提交的5G国际标准文稿占全球32%，牵头标准化项目占比达40%，推进速度、推进质量均位居世界前列。值得自豪的是，中国打造了相对完整的5G产业生态。当然，这并不意味中国在产业链各个环节都很强，我们还有很多需要努力、需要突破的环节，一些短板也较为突出，特别是在5G毫米波器件与移动终端操作系统等方面，距离世界先进水平还有一定差距。
从消费互联网到工业互联网、产业互联网，5G开启互联网下半场
移动通信跟互联网相伴而行。3G的出现催生智能手机，带火移动电子商务，同时兴起微信等自媒体业务和社交应用。4G激发视频业务和移动支付，催生社交电商，支撑移动智能搜索和推送业务，点燃共享经济，加快移动短视频业务发展。这些互联网业务跟移动通信的能力、规模、部署息息相关。
5G出现在互联网发展最需要的时候。中国互联网用户数增长速度在下降，移动电话用户普及率接近天花板，社会生活的快节奏激活了网民对短平快新业态的追求，提速降费减轻了宽带上网的资费压力，短视频、小程序风头正起，但还是很难担当互联网新业态的大任。互联网下一步发展需要新动能、新模式来破解难题。被看作互联网下半场的工业互联网目前刚起步，它的新动能还不足以弥补消费互联网动能的减弱，现在处在互联网发展新旧动能的接续期，在消费互联网需要深化、工业互联网需要起步的时候，5G来得正好。
相比前4代移动通信技术，5G最重要的变化是从面向个人扩展到面向产业。如果说5G的商用前期还是以消费互联网为主，扩大移动互联网在消费领域的优势；那么，商用后期将发力产业互联网，在工业等各行各业大展身手，由此才有一种说法——“4G改变生活，5G改变社会”。5G将与实体经济产业协同发展，实现共赢。
相比我国快速发展的消费互联网，工业互联网的门槛要高得多。消费互联网终端品种简单，使用门槛低，易普及、易升级，而工业互联网涉及生产设备类型多，业务链条长、服务模型复杂，对响应速度、可靠性和安全性要求高。要想将工业设备联网，布放光纤存在困难，使用无线联网又存在扩展性低、低速率和抗干扰弱等问题，只有高可靠、高带宽、大连接的5G才能适应工业互联网要求。以上海飞机制造有限公司为代表，中国现在已经出现将工业互联网深入应用的企业，显著证明5G技术对提升产品质量、提高生产效率非常有帮助。
5G推动新一代信息技术融合，成为未来数字经济增长新引擎
5G技术目前主要有三大应用场景。一是增强移动宽带，提供大带宽高速率的移动服务，面向3D/超高清视频、AR/VR(增强现实、虚拟现实)、云服务等应用。二是海量机器类通信，主要面向大规模物联网业务，智能家居、智慧城市等应用。三是超高可靠低延时通信，将大大助力工业互联网、车联网中的新应用。
需要看到，5G商用处在大数据、人工智能、云计算、区块链等新技术发展势头正旺时期。信息技术作为通用技术已经渗透到社会生活和生产的方方面面，其中移动通信技术使用普及率最高，而5G作为新一代移动宽带传输技术，构成各种信息技术与各类垂直产业技术无缝融合的通道，大大扩展移动通信的应用广度与深度，成为新技术应用的关键基础设施和新技术发展的催化剂。超高清视频和AR/VR因为5G而激活，物联网和人工智能因为5G而无缝融合，AI跟IoT(物联网)结合形成AIoT，将开启智联网时代。工业互联网会因为5G而突破传输瓶颈，车联网会因为5G而大大加速。
把应用5G技术的VR摄像头放在镜子上，人们可以“试穿”衣服，大大优化网络购物体验。5G 云端搜索匹配，让你马上知晓心仪商品的生产公司、面料、价格甚至打折信息。就餐时对着菜谱“扫一扫”，可以看到厨师加工菜品过程。即将到来的北京2022年冬奥会上，在运动员头盔、雪橇等装备布置5G终端传感器，将更好捕捉实时场景，让观众直观感受冰雪运动的“速度与激情”。8K电视、智慧城市、远程医疗、自动驾驶……可以说，5G一方面引领技术创新，另一方面也将拓展这些新技术的业务应用。从移动通信技术发展历史来看，许多我们曾经难以想象的应用场景都是在网络能力具备后产生的。未来5G一定会催生出我们目前想象不到的新应用。
据估计，到2025年中国将拥有4.3亿个5G连接，中国移动用户使用5G比例将达到28%，将占全球5G总用户量的1/3，中国将成为全球最大5G市场。5G将与人工智能、大数据、移动互联网、物联网、云计算等协同融合，大幅丰富数字产业的业态和数字终端的类型。5G、AI、工业互联网三足鼎立，将支撑整个数字经济的快速发展。就GDP(国内生产总值)而言，据国际知名咨询公司预测，到2035年，5G会带动全球GDP增加7%，带动中国增加GDP超过1万亿美元，还会使中国新增将近1000万的就业岗位。总之，5G对经济增长影响预计是很大的。
5G的出现，对我国科技和经济发展来说是难得机遇，围绕5G技术和产业的国际竞争，对我们也是严峻挑战，创新正在路上。5G技术是我国迈进新时代的代表性成果，相信在科学技术方面，会有更多这样的技术产生，赋能高质量发展。
(作者为中国工程院院士)
推荐读物：
1.《深入浅出5G移动通信》：刘毅、刘红梅、张阳、郭宝编著；机械工业出版社出版。
2.《5G社会：从“见字如面”到“万物互联”》：翟尤、谢呼著；中国工信出版集团、电子工业出版社出版。
3.《LTE教程：原理与实现(第2版)》：孙宇彤编著；中国工信出版集团、电子工业出版社出版。
