隨著IoT、自動駕駛和人工智能等新技術的應用和發展，5G作為承載這些技術實現的重要組成部分也在如火如荼地加速研發和布局中。中國在5G的標準研發和商業化的過程中逐步成為了領先者，并且有望在2020年實現真正的商業化運作。本文將圍繞著5G技術的演變、商業化進程、技術應用以及技術展望等方面進行整體的介紹。

一、5G技術的演變

5G技術是從4G技術向前的自然演進，相比于目前使用的4G技術，5G甚至可以處理多于3個數量級的信息量和數據。這不僅代表了無線連接的發展方向，更代表了一種全新更高的無線連接水平。3G為用戶提供了互聯網的移動接入，4G允許用戶進行社交連接。然而5G技術將使我們生活方式、工作和娛樂方式發生改變，它是加速物聯網普及的源動力。

這場技術革命將圍繞無線基礎設施展開，無線基礎設施將推動新的應用技術的產生，例如自主駕駛系統——能夠無障礙地駕駛和導航。工業制造系統將隨著工業物聯網的發展而變得更智能，其中機器人和工業自動化等主要應用方向將邁上新的高度。其次，工作和娛樂方式將得到改變。例如：AR、VR和XR技術將得到快速發展。

目前，5G的一個關鍵點是已經建立的一組標準，以確保新的基礎設施能夠提供強大和高效的服務。第三代合作伙伴項目組織（3GPP，是一個1998年12月成立的國際標準化組織）也將致力于保證這些標準的有效性。3GPP內的技術規范小組（TSG）致力于與無線接入網絡服務和系統方面以及與核心網絡和終端相關的問題。5G新的無線規范于2017年底正式推出。5G現階段使用的是3GPP Release-15標準。后續的晚些時候將會發布Release-16標準，這個標準將會應用于5G的第二階段。

二、5G技術的商用進程及應用

5G是一種高帶寬、低延時、多終端接入的網絡系統。5G網絡的協議和技術最終標準于2016年底出臺，并于2018年獲得批準。由于許多前期工作已經完成，運營商預計到2020年將基于這些標準推出商業系統，到2022年實現全套系統；因此，有一個積極的開發和實施期，將影響物聯網系統的開發人員。5G是從目前的4G設計演變而來。該調制解調器將集成到模塊中，以便于添加到物聯網和M2M設計中。5G系統開發的一個主要區別是網絡的要求在確立技術標準之前就已經確定。

5G網絡的最高速率可達10Gbit/s峰值速率，外加極低的端到端延遲（1ms），這對于物聯網的應用是一個關鍵性的優勢。與現在使用蜂窩網絡相比，5G網絡可以提供1000倍帶寬和10到100倍的設備接入數量。與3G和4G網絡一樣，數據連接狀態為“保持打開”模式。這對支持高達100倍以上設備的能力至關重要，因為將有更多的設備同時連接到網絡。另一個對5G物聯網的推出至關重要的因素是低功耗的規范，因為無線調制解調器的電池壽命要求為10年或更長。這將為更多電池供電的無線物聯網節點提供機會，再次提供更容易的安裝方式。從5G在工業行業的應用角度來看，5G系統的能夠支持大規模的通訊組件的網絡接入，其中包括各種不同的傳感器、執行器和控制單元，它們都可以通過無線來組網。

2019年是中國5G的元年。中國的三大網絡運營商中國移動（2018年5G規模實驗計劃）、中國電信（2019年實現5G試商用，2020年實現重點城市的規模商用）和中國聯通（2019年預商用，2020年正式商用）紛紛發布了5G商用的時間表。2020年將是5G商用的普遍起點。5G技術將加速邊緣計算、人工智能、大數據融合、物聯網等技術的快速發展。在未來的幾年中，持續的試點以及商業驗證將會持續加速推進。全面的商業化運營不久就能實現。

從應用層面來看，未來5G將在自動駕駛和醫療遠程診斷方面得到廣泛的應用。5G對于汽車的自動駕駛系統（AV）來說是必要的，今后無人駕駛汽車將成功地與基礎設施和云通信，在云上汽車可以獲得交通信息、事故警告和可靠的空中傳送（OTA）固件更新。自主駕駛的車輛（AV）需要實時處理前所未有的信息量。例如，避免碰撞，檢測障礙物和行人，并檢測到一個免費停車點，這需要在車輛、城市基礎設施（如交通燈、公共安全系統）、云服務提供商，甚至汽車制造商之間交換大量元數據。汽車部件：如超聲波雷達、GPS、攝像頭和信息娛樂系統都會導致數據量的激增。車輛可以對外界環境做輸出，能探測狀態并做反饋。因此，發展自動駕駛技術，5G將是一個必不可少的先決條件。

同樣，在遠程醫療診斷中，5G也發揮了不可替代的優勢。2020年抗擊新冠肺炎的過程中，5G+醫療+遠程辦公+遠程教育等實際的應用場景在抗疫一線也發揮了重要的作用。5G和醫療診斷技術相結合正變得越來越成熟，不斷加快醫生診斷和治療過程。由熱成像測試儀、體感檢測、移動云網絡等各種高科技組成的5G熱成像人體測溫系統已開始使用。消費者走過測溫通道，其體溫檢測結果就能實時顯示在電腦屏幕上。據了解，這種非接觸、無延遲的測溫方式，得益于熱成像測試儀的快速檢測及5G網絡的快速響應。

三、5G技術的展望5G通信已經來臨，初始部署已經開始。但是很明顯，在5G真正商業化之前，仍有許多工作要做。未來，5G網絡主要在3個應用領域可以提供新的服務。

一、增強的移動寬帶使新的消費服務成為可能。5G將提供增強移動寬帶網絡（eMBB），以豐富用戶服務，實現高性能通信應用，包括虛擬現實、增強現實、智能家居和高速互聯網接入。

二、擴大覆蓋范圍。26至28GHz范圍內的高頻段使天線小型化成為可能，進而便利于更先進的自適應多輸入多輸出（MIMO）陣列，該陣列控制無線電傳輸的形式和方向，從而使這些高頻段具有更長的范圍和更好的覆蓋范圍，干擾更小。

三、5G網絡架構使新的工業服務成為可能。5G內核支持虛擬化和網絡切片（Network slicing），這將是新的行業服務的基礎。這些新的服務可以是垂直行業特有的網絡服務、遠程醫療服務或特定應用。

四、結論

5G網絡的發展正在加速，在未來為物聯網和M2M網絡帶來巨大優勢。超高速通信是5G技術促成的實質性的飛躍。5G技術正在確保我們未來的移動網絡將我們所有人連接起來。也許有人會說我們的未來是超連通性的。在這種超連通性中，包括機器、計算機、機器人和人們終將全部聯結在一起。