未来已来，构筑5G发展之路
张 涌
【摘要】 2019年是5G商用元年，世界各国已开始5G赛道竞跑。我国作为世界5G发展第一梯队，5G标准、方案、芯片、终端协同发展，加速成熟，初步具备商用条件，为行业应用铺平道路。中国联通在网络技术研究院成立了5G创新中心，开展了10个行业方向的应用研究。文章结合研究进展讲解5G在媒体行业、智慧交通等场景下的应用。
【关键词】 5G技术；发展；行业应用；5G+媒体
5G已经是全球热门话题，也是当前老百姓关注的话题，随着5G四张牌照的发放，我国进入了5G时代。
一、5G技术概述
移动通信技术不断进步，呈现十年一代的变化，在技术变化的同时，应用也在变化。1G出现移动电话，2G萌生数据，3G催生应用，4G促进数字化万物互联。伴随着移动通信的发展，新的业务层出不穷，极大地改变了人们的生活。5G除了拥有更高速的连接体验和更大容量的连接能力，还将开启万物智联时代，并渗透进各个行业，重构人类生活生产方式。5G将以全新的关键技术及网络架构，提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒级的传输时延和千亿级的连接能力以及更灵活的业务部署能力，实现由修路到筑路的数字化演进。
ITU（国际电信联盟）定义了5G网络的能力指标，综合考虑速率、时延、连接数等八项技术指标，依据技术指标进而划分了三大应用场景：增强型移动宽带（eMBB）、高可靠低时延（uRLLC）和海量物联（mMTC）。从全球经济发展的角度来说，5G将成为全球经济发展的新引擎。5G作为新一代通信技术，将成为国家拉动投资、引领科技创新、实现产业升级、发展数字经济的新引擎。根据咨询机构的数据，到2035年，5G将覆盖全球1/3的人口，5G的连接量将超过11亿，将在全球创造12.3万亿美元的经济产出，支持2200万个工作岗位。与3G、4G时代多标准并存不同，5G时代有望实现全球统一标准，更好地实现各国运营商的漫游与互通，极大地降低产业成本。
气固反应动力学研究的关键是建立合理的反应机理函数模型以加深对分解过程的认识。一般气固反应速率描述方程的基本形式如下：
陶渊明八岁丧父，他的教育就由母亲撑起。母亲孟氏，是东晋名士孟嘉的女儿，在一个女子可以接受教育的朝代，孟氏不仅知书而且达理。在丈夫去世、家境日窘的情况下，作为母亲，她仍传承陶氏家风；作为妻子，她还带来娘家的文化风尚，所以母亲对陶渊明的影响很大。除了母亲的教育，当时的一代名士、外公孟嘉也铸就了他大部分的性格。丧父后，与母亲、妹妹相依为命，孤儿寡母，多在外祖父家生活，外祖父家藏书很丰富，为他提供了读书空间，使他形成了后来的思想，其中最重要的就是他的“猛志逸四海”的儒家思想。
从目前的情况来看，5G的商用标准，我国只能说是初步具备，还需要不断地迭代演进。在标准方面，3GPP 5G NR R15标准已在2018年6月冻结，开启5G商用新篇章。现阶段主要面向eMBB场景，全面支持三大场景的标准要到2020年冻结。在方案方面，紧跟标准步伐，华为、中兴等设备商已具备5G端到端方案预商用能力。在芯片方面，主流厂商在2018年底钱发布5G芯片，2019年全面商用。在终端方面，首批5G商用终端已在2019年初陆续推出，2020年开始批量上市。5G标准、方案、芯片、终端协同发展，加速成熟，初步具备商用条件，为行业应用铺平道路。
二、5G全球发展现状
5G有许多关键技术，网络切片、边缘计算、阵列天线、高频通信，但是5G本身是一个管道，5G的实际应用是和云计算、人工智能、AR/VR、控制技术、视觉技术、传感技术等基础技术结合之后才会产生或优化大量通用功能，在垂直行业产生丰富多彩的应用，为用户带来更好的使用体验。比如，5G与云计算，产生车联网功能，在交通出行领域产生无人/远程驾驶应用；5G与AR/VR，产生云AR/VR，在文化娱乐领域产生8K视频传播应用，等等。（图1）
中国联通在网络技术研究院成立了5G创新中心，开展了10个行业方向的应用研究。下面结合研究进展讲解5G行业应用。
随着5G全球加速部署，我国也正积极推动5G技术研究与产业化，加大统筹推进力度，加快5G产业化进程，积极营造创新生产环境，大力推动与垂直行业深度融合应用。目前，我国已在多方面抢占领先优势。2015年后，我国在5G专利库中的专利占比一举成为全球首位，达到32%，主导5G技术与专利。华为发布全球首个面向5G商用场景的5G核心网解决方案，发布业界首款5G承载分片路由器等。中兴发布了5G全系列高地频预商用基站产品，同时与芯片公司合作，发布了面向5G的下一代基带产品等。
自2018年12月初试验牌照发放后，国内三大运营商全面启动5G规模试验和行业应用试验，积极运营5G进行融合创新。中国移动已在5个城市开展网络规模试验，12个城市进行5G业务示范试验网建设，31个应用场景进行5G应用示范；中国联通已在7个特大及重点城市实现城区连续覆盖，33个大城市实现热点区域覆盖，面向行业定制5G专网；中国电信在17个城市开展5G试验网建设，拥有200个以上的5G应用创新实践联合试验客户。
三、5G行业应用
在我国，5G已上升为国家战略，2016年，国务院“十三五”规划16次提到5G；2017年，十九大报告提出网络强国；2018年，5G列入两会政府报告；2019年，中央经济工作会加快5G商用步伐；2019年6月6日，5G牌照发放，5G发展将带动我国经济社会数字化转型。人工智能、工业互联网、物联网等，跟5G都是强相关的。
2019年是5G商用元年，世界各国已开始5G赛道竞跑。通过不断开展5G试验、示范和商用部署，掌握先发优势。91个国家231家运营商正积极进行5G试验及应用示范。美国、韩国、英国、瑞士等国家已宣布5G商用。2020年将是5G大规模商用之年，据GSMA预测，到2020年全球将有170家运营商推出5G商用网络。在全球5G实力排名中，中国、美国、韩国、日本位列第一梯队；欧洲列居第二梯队；加拿大、俄罗斯、新加坡位居第三梯队。其中，中国的5G关键技术专利数位居全球首位；美国掌握基础技术，多城市商用5G网络；韩国是全球首发5G商用服务，快速形成创新业务示范；日本重视5G生态和平台建设，联合产业各界建立生态联盟；欧洲5G投资稳健，小范围试点，期待重振市场。
问：您刚刚也提到了研究方法是随着研究问题的确定得到选择，当前国际上比较有影响力的数学教育领域内的学术期刊主要发表的文章中有很多是质的研究范式，这一点似乎与中国的数学教育研究领域内的范式趋势不太一致．中国的数学教育研究者目前逐步开始重视量化研究，认为量化研究才是规范的学术研究．那么从数学教育领域内质的研究和量的研究的发展来看，您如何看待这两种研究范式的关系呢？
图1 5G技术催生和重塑行业新应用
（一）5G在媒体行业的应用
5G+工业互联网。工业互联网会是5G未来的一个重要市场，工业制造系统的高度网络化和智能化，要求网络具备高带宽、高速率和高可靠性，以保证精准的工业生产。而5G网络的高速率、高带宽和高品质可助力工业互联网与传统互联网的深度融合。
另一个方向是面向B端客户，就是针对企业客户的5G超高清直播服务。基于5G和VR摄像头、无人机等的组合，可以实现5G轻量级的演播室和转播车，可以为企业在新闻发布会、活动、培训等场景提供端到端的全链条服务，为企业创造信息传播的价值，打造企业专属5G转播中心。不久前在一次“不忘初心、牢记使命”学习教育中，我们用这样的轻量级转播设备实现了西安、嘉兴、延安、遵义四个地方连线的直播，遵义请嘉兴红船的讲解员通过5G直播的方式给参会人员做了一次深刻的党课教育，这样的活动未来会越来越多，市场也会越来越大。
这些媒体应用是5G技术和视频以及显示技术集合的成品，没有8K的屏，没有AR的处理能力，很多应用是无法推出的。从整个应用来看，我们把媒体技术分为两个方向，一个是面向广电行业，或者说传统广电行业，这个代表就是5G超高清视频采编背包。通过超高清视频采编传输的5G背包，实现超高清视频5G网络的实时回传，并且绑定边缘云、切片及采编等服务，提供端到端的解决方案。现在的模块尺寸比较大，随着5G设备的芯片发展，尺寸还会进一步缩小，将使采编工作大大简化。第一，在室内不用拖线；第二，在室外不用拍完再回去传内容，可以随拍随传。另一个代表是5G VR超高清转播车，基于5G的轻量级VR超高清转播车，具有5G设施与传播、VR一体化制播、4K超高清一体化制播、云平台、服务、基础设施等能力。这个转播车实际上是替代现有的卫星转播车的解决方案，将是低成本高效率的一个转播方案。但是VR技术传输是在互联网媒体上实现的，某种程度上对于广电系统来说既是机遇也是挑战。基于这样的系统，任何一家互联网公司都可以做视频转播工作。当然机遇同时存在，基于这样的技术，广电系统将大大降低直播、转播成本，也可以进入VR的互联网市场。
其中D1=a,D2=a2-bc,D3=a3-2abc+dc2.特别地，若d=0,则Dn为三对角行列式,满足Dn=aDn-1-bcDn-2.
（二）5G在其他行业的应用
5G将与媒体行业深度融合，在不同阶段有进阶式的应用与产品。在5G新媒体开拓期，首先，5G大带宽、低时延的特性，可以解决广播电视的传输问题。我们正在和中央电视台合作5G采编背包，就是摄像机后面的5G传送模块，已经接近成品。其次，5G超高清制播、5G VR一体化制播，充分使用了5G的传输特性。在5G新媒体发展期，我们研究5G轻量级演播室、5G AR制播、5G全息制播，基于这些能力，在5G新媒体成熟期，未来平台化之后会有5G融媒体平台、5G云VR平台、5G AI媒体平台。随着视频技术的发展，到了5G新媒体进阶期，我们还会推出5G裸眼8K 3D、5G沉浸式MR，等等。
此外，“冒进”风险也不容小觑。各地兴起的“粮食银行”以企业自发行为居多，在发展定位、管理水平、操作流程等方面参差不齐，有的在小规模储售粮时运作自如，往往产生盲目乐观的心态，提出“大干快上”的目标，形成经营风险。
5G+智慧交通。智慧交通是5G技术最主要的应用场景之一，尤其是自动驾驶领域，市场空间广阔、潜力巨大，而5G前所未有的连接能力可将包括自动驾驶在内的车联网市场潜力完全释放。
5G+医疗。5G一方面使急救车上的一些检查和诊断可以实现，另一方面有助于实现医疗公平，使社区医院、乡镇医院的检查、手术可以得到三甲医院的实时在线指导，推动远程诊断与示诊以及远程治疗的推广、应用和普及，推动远程医疗及医疗信息化取得跨越式增长。
5G+教育。5G的超高带宽保证了教育终端设备能够完美呈现4K级别的画面，利用VR技术提升教学效果，还能够承载即将到来的8K业务。5G技术赋能教育行业，核心在于突破空间时间限制，提供真实丰富的教育体验，辅以数字化手段，开拓更广阔的教育空间。
5G的行业应用前景非常广阔，每一个行业都可以利用5G做出更好的甚至是原来没有的应用。这个市场空间非常大，广电未来也是5G的应用商，5G是广电获得未来增长空间的一个新的机会。
［演讲人］ 张 涌：中国联通网络技术研究院院长
标签：5G技术论文; 发展论文; 行业应用论文; 5G+媒体论文; 中国联通网络技术研究院论文;