5G只比4G多1G？為什么5G與AI結(jié)合是一個(gè)緊迫的事？

第五代移動(dòng)通信技術(shù)(英語：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，簡(jiǎn)稱5G或5G技術(shù))是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，也是繼4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系統(tǒng)之后的延伸。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。Release-15中的5G規(guī)范的第一階段是為了適應(yīng)早期的商業(yè)部署。Release-16的第二階段將于2020年4月完成，作為IMT-2020技術(shù)的候選提交給國際電信聯(lián)盟(ITU) 。ITU IMT-2020規(guī)范要求速度高達(dá)20 Gbit/s，可以實(shí)現(xiàn)寬信道帶寬和大容量MIMO。2019年10月31日，三大運(yùn)營商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上線5G商用套餐。

近年來，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)5G已經(jīng)成為通信業(yè)和學(xué)術(shù)界探討的熱點(diǎn)。5G的發(fā)展主要有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力。一方面以長期演進(jìn)技術(shù)為代表的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)4G已全面商用，對(duì)下一代技術(shù)的討論提上日程;另一方面，移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求爆炸式增長，現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)難以滿足未來需求，急需研發(fā)新一代5G系統(tǒng) 。

5G的發(fā)展也來自于對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)日益增長的需求。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的設(shè)備接入到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，新的服務(wù)和應(yīng)用層出不窮，全球移動(dòng)寬帶用戶在2018年有望達(dá)到90億，到2020年，預(yù)計(jì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的容量需要在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)容量上增長1000倍。移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的暴漲將給網(wǎng)絡(luò)帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。首先，如果按照當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，容量難以支持千倍流量的增長，網(wǎng)絡(luò)能耗和比特成本難以承受;其次，流量增長必然帶來對(duì)頻譜的進(jìn)一步需求，而移動(dòng)通信頻譜稀缺，可用頻譜呈大跨度、碎片化分布，難以實(shí)現(xiàn)頻譜的高效使用;此外，要提升網(wǎng)絡(luò)容量，必須智能高效利用網(wǎng)絡(luò)資源，例如針對(duì)業(yè)務(wù)和用戶的個(gè)性進(jìn)行智能優(yōu)化，但這方面的能力不足;最后，未來網(wǎng)絡(luò)必然是一個(gè)多網(wǎng)并存的異構(gòu)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，要提升網(wǎng)絡(luò)容量，必須解決高效管理各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化互操作，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的問題。為了解決上述挑戰(zhàn)，滿足日益增長的移動(dòng)流量需求，亟需發(fā)展新一代5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

最新出版的權(quán)威期刊《電信科學(xué)》發(fā)表了題為《通信人工智能的下一個(gè)十年》的刊首文章，給人們展示了完全不同的5G通信——未來的通信網(wǎng)絡(luò)是可以高度自治的。就像自動(dòng)駕駛的汽車，通過與人工智能的深度融合，實(shí)現(xiàn)“三自”，即參數(shù)自配置，性能自優(yōu)化，故障自“治愈”。5G網(wǎng)絡(luò)里面的數(shù)據(jù)量相比4G網(wǎng)絡(luò)里數(shù)據(jù)量將是指數(shù)倍的增長。

“5G與AI結(jié)合是一個(gè)緊迫的事。” 論文共同作者之一、工信部科技委副主任、中國電信集團(tuán)公司科技委主任韋樂平最關(guān)切的是5G耗能問題。一個(gè)5G基站與一個(gè)4G基站相比，在半載情況下，前者是后者能耗的3.5-4倍(國家電網(wǎng)的測(cè)試結(jié)果是6倍)。

不過，快并非5G唯一要義。以連接密度為例，5G可以達(dá)到100萬個(gè)/平方公里，這是4G無法實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)中國信息通信研究院總工程師胡堅(jiān)波提供的數(shù)據(jù)，2010年至2030年，移動(dòng)業(yè)務(wù)流量將增長數(shù)萬倍;到2030年，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將超過1000億個(gè)。“5G將帶我們進(jìn)入萬物互聯(lián)時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是5G發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力?！焙鷪?jiān)波說。

再看時(shí)延，5G可以達(dá)到毫秒級(jí)，僅是4G的十分之一。這是什么概念?胡堅(jiān)波做了個(gè)對(duì)比：從我們的大腦發(fā)出指令到肢體作出反應(yīng)，大概需要20毫秒到30毫秒，而5G的延時(shí)響應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到1毫秒。這意味著，未來5G在無人駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、緊急搶險(xiǎn)支援等方面都將大有作為。

“5G不僅是新一代移動(dòng)通信技術(shù)，更是一種新的網(wǎng)絡(luò)、新的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施?！痹谥袊茀f(xié)信息通信科學(xué)傳播專家團(tuán)隊(duì)首席專家、工業(yè)和信息化部通信科學(xué)技術(shù)委員會(huì)秘書長張新生看來，超寬帶、海量連接、高可靠、低時(shí)延，是5G主要的技術(shù)特征。5G成為新一代移動(dòng)信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的總稱，是新的通用技術(shù)。

“今天的5G是通用技術(shù)，普遍適用于多個(gè)行業(yè)，帶來長期且持續(xù)的改進(jìn)，并能催生新的創(chuàng)新。通用技術(shù)對(duì)廣泛行業(yè)可以產(chǎn)生深遠(yuǎn)且持久的影響，將重新定義經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，并改變社會(huì)，這就是5G?！睆埿律f。

5G網(wǎng)絡(luò)正朝著網(wǎng)絡(luò)多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發(fā)展。隨著各種智能終端的普及，面向2020年及以后，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將呈現(xiàn)爆炸式增長。在未來5G網(wǎng)絡(luò)中，減小小區(qū)半徑，增加低功率節(jié)點(diǎn)數(shù)量，是保證未來5G網(wǎng)絡(luò)支持1000倍流量增長的核心技術(shù)之一。因此， 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)成為未來5G網(wǎng)絡(luò)提高數(shù)據(jù)流量的關(guān)鍵技術(shù)。

當(dāng)然，我們能夠想象到的都只是冰山一角。正如4G剛出現(xiàn)時(shí)，不少人質(zhì)疑，能上網(wǎng)了，短信發(fā)得也快，電話打得也好，再搞一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有什么用。事實(shí)印證，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的變化已超乎我們的想象。5G亦是如此。因?yàn)槲覀儺?dāng)前的局限，可能還看不到更多的5G應(yīng)用，但是未來可期。

貝爾實(shí)驗(yàn)室無線研究部副總裁西奧多·賽澤表示，5G并不會(huì)完全替代4G、WiFi，而是將4G、WiFi等網(wǎng)絡(luò)融入其中，為用戶帶來更為豐富的體驗(yàn)。通過將4G、WiFi等整合進(jìn)5G里面，用戶不用關(guān)心自己所處的網(wǎng)絡(luò)，不用再通過手動(dòng)連接到WiFi網(wǎng)絡(luò)等，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量情況連接到體驗(yàn)最佳的網(wǎng)絡(luò)之中，真正實(shí)現(xiàn)無縫切換。 歐盟數(shù)字經(jīng)濟(jì)和社會(huì)委員古澤·奧廷格表示，5G必須是靈活的，能夠滿足人口稠密地區(qū)、人口稀疏地區(qū)以及主要的交通線等各種場(chǎng)景的需要。