從1G到4G，主要解決人與人之間的溝通，5G將解決人與人之外的人與物、物與物之間的溝通，即萬物互聯(lián)。
《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出，到2020年，第五代移動通信（5G）技術(shù)研發(fā)和標準要取得突破性進展。工信部曾透露，正在推動我國5G技術(shù)發(fā)展，預計到2020年我國將正式商用5G網(wǎng)絡。據(jù)介紹，5G網(wǎng)絡商用后，將會在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等各個領(lǐng)域廣泛應用，有望成為全新的信息技術(shù)基礎設施。由于5G應用前景廣泛，5G“戰(zhàn)略制高點”爭奪戰(zhàn)已風起云涌。面對來自歐美日韓等國的競爭，我國企業(yè)已投入巨資，在5G技術(shù)和網(wǎng)絡應用領(lǐng)域展開研發(fā)布局，并希望最終“拿下”5G標準，進而占據(jù)整個產(chǎn)業(yè)鏈的主導地位。
5G網(wǎng)絡開啟物聯(lián)網(wǎng)時代
所謂“5G”，是英文fifth-generaTIon的縮寫，是指第五代移動通信技術(shù)，此前移動通信領(lǐng)域經(jīng)歷了四代技術(shù)的發(fā)展，其特征是從模擬技術(shù)、數(shù)字技術(shù)一直走到現(xiàn)在的高速多媒體通信，可接入設備顯著增加，使用速率大大提高，能夠為移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造必要的網(wǎng)絡條件。
根據(jù)目前各國研究，5G技術(shù)相比目前4G技術(shù)，其峰值速率將增長數(shù)十倍，從4G的100Mb/s提高到幾十Gb/s。也就是說，1秒鐘可以下載10余部高清電影，可支持的用戶連接數(shù)增長到100萬用戶／平方公里，可以更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)這樣的海量接入場景。同時，端到端延時將從4G的十幾毫秒減少到5G的幾毫秒。
正因為有了強大的通訊和帶寬能力，5G網(wǎng)絡一旦應用，目前仍停留在構(gòu)想階段的車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無人機網(wǎng)絡等概念將變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，5G還將進一步應用到工業(yè)、醫(yī)療、安全等領(lǐng)域，能夠極大地促進這些領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，以及創(chuàng)新出新的生產(chǎn)方式。
中國工程院院士、中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會理事長鄔賀銓介紹，隨著5G網(wǎng)絡的應用，各類物聯(lián)網(wǎng)將迅速普及。他介紹，目前汽車與汽車之間還沒有通訊。有了5G網(wǎng)絡，就能讓汽車和汽車、汽車和數(shù)據(jù)中心、汽車和其他智能設備進行通訊。這樣一來不但可以實現(xiàn)更高級別的汽車自動駕駛，還能利用各類交通數(shù)據(jù)，為汽車規(guī)劃最合理的行進路線。一旦有大量汽車進入這一網(wǎng)絡，就能順利實現(xiàn)智能交通。
歐盟研究認為，遠程醫(yī)療也是5G重要的應用領(lǐng)域之一。目前，實施跨越國界的遠程手術(shù)需要租用價格昂貴的大容量線路，但有時對手術(shù)設備發(fā)出的指令仍會出現(xiàn)延遲，這對手術(shù)而言意味著巨大的風險。但5G技術(shù)將可以使手術(shù)所需的“指令-響應”時間接近為0，這將大大提高醫(yī)生操作的精確性。在不久的將來，病人如果需要緊急手術(shù)或特定手術(shù)，就可以通過遠程醫(yī)療進行快速手術(shù)。
5G網(wǎng)絡同樣能讓普通用戶受益匪淺。除了多樣化、不卡頓的各類多媒體娛樂外，智能家庭設備也會接入5G網(wǎng)絡，為用戶提供更為便捷的服務。
除上述應用外，眾多物聯(lián)網(wǎng)應用也將成為5G大顯身手的領(lǐng)域。盡管目前物聯(lián)網(wǎng)尚未大規(guī)模應用，但業(yè)界普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)中接入的設備預計會超過千億個，對設備數(shù)量、數(shù)據(jù)規(guī)模、傳輸速率等提出很高的要求。由于當前的3G、4G技術(shù)不能提供有效支撐，所以物聯(lián)網(wǎng)的真正發(fā)展離不開5G技術(shù)的成熟，同時也將成為推動5G技術(shù)發(fā)展的動力之一。
搶占通信技術(shù)革命先機
盡管5G技術(shù)前景廣闊，但目前離正式商用仍有一段時間，5G標準也尚未正式確定。但毫無疑問，在5G標準制定中掌握話語權(quán)，將會在新一代移動通信技術(shù)革命中占據(jù)先機。
根據(jù)國際慣例，總部位于瑞士日內(nèi)瓦、主管信息通信技術(shù)事務的聯(lián)合國專門機構(gòu)——國際電信聯(lián)盟將是5G標準的最終決定機構(gòu)。該機構(gòu)負責分配和管理全球無線電頻譜、制定全球電信標準，在全球信息通信領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
國際電信聯(lián)盟目前已經(jīng)啟動5G標準研究工作，并明確了“IMT（國際移動通信系統(tǒng)）－2020及展望”項目的工作計劃，其中2016年將開展5G技術(shù)性能需求和評估方法研究，2017年底啟動5G候選方案征集，2020年底完成標準制定。在這個過程中，包括歐盟在內(nèi)的各方均可向國際電信聯(lián)盟遞交申請。
歐盟已旗幟鮮明地強調(diào)，希望能確立全球統(tǒng)一的5G技術(shù)標準，而不再是多種標準并存，以實現(xiàn)全球互通性和規(guī)模經(jīng)濟。事實上，由于5G技術(shù)與未來的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)，蘊含著巨大的經(jīng)濟和戰(zhàn)略利益，歐美日韓等國都希望能在技術(shù)標準上占據(jù)主導權(quán)，因此也都早早進行了相應的技術(shù)研發(fā)和布局。
早在2012年11月，歐盟就已啟動總投資達2700萬歐元的大型科研項目METIS，研發(fā)5G技術(shù)。該項目組研發(fā)陣容強大，現(xiàn)階段29個成員中包括阿爾卡特朗訊、愛立信、華為、諾基亞西門子等五家設備廠商，德國電信、DoCoMo、法國電信、意大利電信、西班牙電信五家運營商，以及歐洲眾多的學術(shù)機構(gòu)和寶馬集團，還有大約80名專家全職參與該項目。
除了歐盟外，美國、韓國、日本也聯(lián)合國內(nèi)運營商和電信設備制造商，開展了相應的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)布局。目前，各國在5G標準領(lǐng)域的爭奪戰(zhàn)正日益激烈。5月31日，在北京召開的首屆全球5G大會，各國的5G標準制定機構(gòu)均透露了各自研發(fā)的最新進展。
日本5GMF秘書長佐騰效平介紹，經(jīng)過一年半的工作，日本近期推出了《5GMF白皮書》，其目標之一是到2020年，在東京奧運會期間使用5G服務。他認為，5G標準化工作還在開始階段，目前日本運營商DoCoMo已經(jīng)進行了一些網(wǎng)絡試驗，在提出5G標準時，日本將具有一定的優(yōu)勢。
韓國在5G發(fā)展上態(tài)度積極，韓國5G論壇執(zhí)行委員會主席Youngnam Han表示，韓國的5G商用進程將以服務2018年平昌冬奧會為關(guān)鍵時間節(jié)點，未來兩年5G論壇將著重研究第二階段的測試工作，同時包括VR、AR以及系統(tǒng)開發(fā)等方面的工作。外界認為，如果韓國能夠在2018年率先應用5G網(wǎng)絡，將在5G標準制定方面占據(jù)主動。
美國5G Americas主席Chrispearson介紹，該組織成員已經(jīng)進行了很多測試工作，運營商AT&T會在2016年下半年進行測試。
除了各國系統(tǒng)性的展開技術(shù)研發(fā)外，行業(yè)主流公司也已在5G領(lǐng)域發(fā)力。近期，手機芯片制造商高通就表示，正在加快5G芯片的研發(fā)，目前高通已經(jīng)完成了各類技術(shù)測試，預計到2018年將根據(jù)最終的5G國際標準，正式推出量產(chǎn)的5G手機芯片。此外，華為、中興、諾基亞、愛立信等電信設備制造商也透露，正在加快5G關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，并已和電信運營商展開相關(guān)合作。
中國加速布局5G網(wǎng)絡
在5G這個沒有硝煙的戰(zhàn)場上，我國當然也不甘落后。工信部總工程師張峰此前就表示，我國將在2020年實現(xiàn)5G網(wǎng)絡商用。
近期，張峰再度透露了下一階段我國5G發(fā)展的相關(guān)工作：加快研發(fā)創(chuàng)新，加大5G技術(shù)、標準與產(chǎn)品研發(fā)的力度，構(gòu)建國際化5G試驗平臺；強化頻率統(tǒng)籌，依托國際電信聯(lián)盟加強溝通和協(xié)調(diào)，力爭形成更多5G統(tǒng)一頻段；深化務實合作，建立廣泛和深入的交流合作機制，在國際框架下積極推進形成全球統(tǒng)一的5G標準；促進融合發(fā)展，加強5G與垂直行業(yè)的融合創(chuàng)新研究，以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等重點行業(yè)應用為突破口，構(gòu)建支撐行業(yè)發(fā)展的5G網(wǎng)絡。
事實上，早在2013年2月，工信部、發(fā)改委、科技部就聯(lián)合成立IMT-2020（5G）推進組，對我國5G愿景與需求、5G頻譜問題、5G關(guān)鍵技術(shù)、5G標準化等問題展開研究和布局。這一推進組的組織架構(gòu)基于原IMT-Advanced（4G）推進組，下設多個工作組，包括需求工作組、頻譜工作組、無線技術(shù)工作組、網(wǎng)絡技術(shù)工作組、若干標準工作組以及知識產(chǎn)權(quán)工作組。
IMT-2020（5G）組長單位國家無線電監(jiān)測中心介紹，2013年開始，在IMT-2020（5G）推進組的部署下，中心深入開展了一系列5G研發(fā)工作，主要承擔了頻譜需求、候選頻段、電磁兼容分析、頻譜使用效率評估等研究任務，包括牽頭承擔“IMT-2020候選頻段分析與評估”，重點參與“后IMT-Advanced移動通信技術(shù)及發(fā)展策略研究”等國家科技重大專項，以及“第五代移動通信（5G）系統(tǒng)前期研究開發(fā)”。
在候選頻段方面，國家無線電監(jiān)測中心頻譜管理研究處處長趙栓來介紹，2014年9月，中心與GS協(xié)會聯(lián)合召開未來移動通信頻譜國際研討會，就我國450MHz-5GHz無線電頻譜監(jiān)測分析、下一代移動通信與頻譜等內(nèi)容發(fā)布了合作研究報告。報告對下一代移動網(wǎng)絡（NGMN）將要使用的450MHz-5GHz頻譜資源提出了優(yōu)化方案，并對我國NGMN可能使用的6GHz以上頻譜資源進行了研究，提出我國NGMN頻譜布局的建議。
國家無線電監(jiān)測中心博士王坦介紹，在移動通信的演進歷程中，我國不斷轉(zhuǎn)變角色，依次經(jīng)歷了“2G跟蹤，3G突破，4G同步”的各個階段。在5G時代，我國率先在亞太地區(qū)成立IMT-2020（5G）推進組，整合產(chǎn)、學、研、用精銳力量，積極向國際電信聯(lián)盟等國際組織輸出觀點。
“目前，我國正在穩(wěn)步推進5G研發(fā)工作，并已適當?shù)仡I(lǐng)先于國際電信聯(lián)盟工作時間表。相信中國在5G標準化過程中發(fā)揮的作用將比4G時期進一步提高，將為全球5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出不可替代的貢獻。”國家無線電監(jiān)測中心副總工程師黃標這樣表示。
除了國家層面的研究外，包括中移動、華為、中興在內(nèi)的中國企業(yè)都已積極展開5G技術(shù)的研發(fā)和布局。2014年2月，中國移動就公開表示，中國移動將全力支持5G項目發(fā)展，并希望通過努力引導產(chǎn)業(yè)界5G技術(shù)研發(fā)和技術(shù)標準的制定，在移動通信標準領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮引領(lǐng)性作用。而在今年的多個世界級移動通信展會上，中國移動還與日本DoCoMo、韓國KT共同發(fā)布5G合作聯(lián)合聲明，宣布三家運營商將共同針對亞洲市場研究和豐富5G的需求，探索5G的新業(yè)務、新垂直市場，開展5G關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)驗證，并與全球標準化組織合作，以實現(xiàn)全球協(xié)調(diào)一致的頻譜規(guī)劃和統(tǒng)一的5G標準。
近期，國內(nèi)三大運營商還透露，均已制定了2020年啟動5G網(wǎng)絡商用的計劃，最快將于明年展開試驗網(wǎng)絡的建設和相關(guān)測試。如果前期工作進展順利，三大運營商將有可能在2018年開始投入5G網(wǎng)絡建設，到2020年正式啟動商用。
也有業(yè)內(nèi)人士表示，在5G戰(zhàn)略制高點的爭奪中，我國企業(yè)任重道遠。北京鼎宏元正知識產(chǎn)權(quán)代理事務所高級合伙人李波對5G技術(shù)進行專利檢索發(fā)現(xiàn)，截至2015年4月1日，相關(guān)申請人在中國提交的關(guān)于5G技術(shù)的專利申請為211件，在美國提交的專利申請為179件。世界主要申請人中，提交5G專利申請數(shù)量最多的是日本電報電話公司（NTT），申請量為61件；三星排在第二位，提交的專利申請量為53件；美國阿爾卡特朗訊公司作為傳統(tǒng)的通信業(yè)領(lǐng)導者，也提交了41件專利申請。
“我國華為在5G技術(shù)方面提交的相關(guān)專利申請為30件，東南大學、中興通訊電信科學技術(shù)研究院等對5G技術(shù)也有一定的專利積累。從專利數(shù)量分布看，相較于日、韓、歐、美等國家和地區(qū)而言，我國的研發(fā)力量不夠集中，研發(fā)水平有待進一步提升。”李波坦言，相比我國在2G時代技術(shù)全面落后的局面，以華為、中興通訊和大唐電信等為代表的中國企業(yè)在5G時代正迅速縮小與世界先進水平的差距。
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