二、5G的基本特点

当前，移动通信行业有句流行语：“4G改变生活，5G改变社会。”5G，看似比4G多1G，却不似“4G+1G”这样简单。与4G相比，5G无论是在网速上还是网络容量上，都有了质的飞跃。具体来说，5G具有速度更快、网络覆盖范围更广、功耗更低、时延更低四个特点。

（一）速度更快

如果把1G的网络速度比作走路，2G的网络速度就是在跑步，3G的网络速度就是坐汽车，4G的网络速度就相当于坐上了飞机，而5G的网络速度则堪比超音速，能让人体会到“弹指一瞬”的速度。

对于5G，用户最直观的感知就是网络速度的变化。在3G时代，用户用手机下载一张图片尚且需要很长的时间；而到了4G时代，即使是用手机传输文件、观看视频也完全不会卡顿，下载一部高清电影只需几分钟；而到了5G时代，网络速度是其最抢眼的优势。相比于4G，5G网络的平均速率从25Mbit/s提升到了100Mbit/s，峰值则从300Mbit/s提升到了20Gbit/s。这意味着在5G网络下，下载一部高清电影只需要1秒；用4G网络只能下载半集电视剧的时间，用5G网络可以下载完10集电视剧。

以近年来流行的VR视频为例，网络传输速度是其发展的瓶颈，VR视频的顺畅播放需要至少157Mbit/s的网络速度。对于现有的移动通信技术来说，网络带宽小、速率低和高延时等因素导致其难以支撑VR视频的顺畅播放，用户在体验时可能会出现画面卡顿的情况，甚至产生头晕目眩的感觉。而在5G网络下，VR视频的体验将得到大幅改善，VR产业的发展也将获得更多的机遇。

远程医疗和远程教育中的高清图像传输、低时延的操作都需要以高速度的网络为基础。因此，5G网络速度的提升，不仅使VR和超高清视频这类对网络速度要求较高的业务的发展不再受限，还能为远程医疗、远程教育等行业从概念转向实际应用提供了良好的网络基础。

（二）网络覆盖范围更广

即便是在覆盖范围已经很广的4G网络下，仍然会存在诸如高铁、隧道、电梯等之类的网络“死角”。在5G时代，这些问题都将迎刃而解，5G网络将覆盖社会生活中的每个角落。

如图3-3所示，5G网络覆盖范围更广的主要表现在两个方面。

1．广泛覆盖

5G网络的广泛覆盖是指凡是人类足迹所至的地域都能被5G网络覆盖到，如偏远山区、峡谷等人迹罕至的区域。通过在这些地区部署大量传感器，人们可以对自然环境、空气质量、山川河流的地貌变化甚至是地震进行监测，这为人类发展提供了更多的便利性。

2．纵深覆盖

在日常生活中，虽然网络已经覆盖了很大的范围，但由于移动通信质量的不稳定，还需要进行更高品质的深度覆盖。例如，目前大多数城市已经普及了4G网络，但在诸如地下车库、楼房的高层等一些地方，其网络质量依然有待提升，而5G的到来将有效提升网络覆盖的深度。

（三）功耗更低

近年来，智能可穿戴设备受到了广泛的关注，主流的产品形态包括手表、鞋、眼镜以及智能服装、书包、拐杖、配饰等。作为智能终端产业的下一个热点，智能可穿戴设备虽然已经被市场广泛认同，但其在市场上的销量仍然不高。造成这种情况的原因之一是这类设备普遍存在电池续航时间短的问题。

普通的智能手表电池的续航时间在24小时左右，如果开启更多的功能，那么智能手表的耗电量会随之增加，这就造成使用者不得不每天为智能手表充电才能保证其正常使用，而频繁的充电会让用户体验大打折扣。

物联网产品的普及离不开通信与能源的支撑。在物联网产品中，通信的实现可以依靠多种手段，但能源的供应却只能依靠电池。因此，在万物互联的5G时代，降低通信功耗是5G网络建设必须解决的问题。目前，降低功耗主要采用的是美国高通公司主导的eMTC技术和华为主导的NB-IoT技术，它们同属低功耗广域网（LPWAN）技术。eMTC技术与NB-IoT技术的特点如表3-1所示。

低功耗网络的应用场景非常广泛。例如，人类在对空气质量进行监测时采用的手段多是利用空气质量监测站点，对存在于大气、空气中的污染物质进行定点、连续或者定时的采样、测量和分析。因此，为了监测空气，人们需要在城市设立若干个空气站，空气站内安装多参数自动监测仪器以实现连续、自动监测，保证监测结果能够被实时存储和分析。但由于空气站内自动监测仪器功耗大的问题，目前，大多数城市中只建有少量测量站点。而未来，在5G网络的基础上采用低功耗技术，人们就可以设立大量低功耗的监测点，从而有效降低监测的成本。

（四）时延更低

在3G时代，端到端的时延是几百毫秒量级。而在4G时代，端到端的理想时延是10毫秒左右，LTE的端到端典型时延是50毫秒至100毫秒。国际电信联盟（ITU）、IMT-2020推进组等国内外5G研究组织机构均对5G提出了更高的端到端的时延要求，在理想情况下，5G网络端到端的时延为1毫秒，这意味着5G将端到端时延缩短为4G的1/10。

为了满足低时延的要求，5G网络需要遵循一定的思路，结合不同层次的技术，才能灵活应对不同垂直业务的时延要求（见图3-4）。

超低时延是5G的一个非常重要的属性，由于无人驾驶、远程医疗、远程教育等领域对网络时延和可靠性具有极高的要求，因此超低时延的5G网络显得尤为重要。

例如，在无人驾驶领域，5G网络低时延的特点能够保障车辆的安全行驶。无人驾驶汽车的制动过程十分复杂：首先雷达把信号落到路人或障碍物上，人或障碍物再把这个信号反射回来，无人驾驶汽车接收到信号以后把它转成电信号存储到中央处理系统；其次中央处理系统对电信号进行分析计算并做出制动判断；最后制动判断结果被传递到刹车系统，由刹车系统做出相应的反应。通常来说，无人驾驶汽车在高速行进中，需要制动时，制动信息必须在最短的时间内传送到中央处理系统，让汽车做出及时反应。如果汽车制动不及时，在100毫秒左右的时间内汽车就能向前冲出几米，这样就会引发严重的安全事故。因此，无人驾驶对网络的时延提出了近乎严苛的要求。

在无人机领域亦是如此，以攻击型无人机为例，地面上的操作人员通过无人机上的摄像头和图传装置发现目标并对其实施打击。在操作过程中，无人机一直处在飞行状态，任何的传输延时或误差都会让操作人员形成误判，从而错失打击目标的最佳机会。5G网络所具有的低时延特点能有效保障信息传输的及时性、准确性和稳定性，从而有效降低操作人员的误判率。

除此之外，5G低时延的特点还将在智慧交通、赛事实况直播、远程医疗等多个领域发挥重要作用。总而言之，5G就是一场信息革命，它以技术为驱动，从人与人的连接延伸到万物互联，从个人和家庭延伸到社会各个领域，进而为社会经济、生活带来革命性的影响。