5G社会 从"见字如面"到"万物互联"

推荐序1

每一代人都有属于他们的机遇。5G是中国的机遇，也是每个中国人的机遇。

有人说，4G改变生活，5G改变社会。5G将成为下一个改变世界的技术。根据美国高通公司和HIS Markit咨询公司联合发布的《5G经济：5G技术将如何影响全球》报告，我们得知，预计到2035年，5G将在全球创造价值约12.3万亿美元的商品和服务，新增2200万个就业岗位。

相较于2G落后、3G跟随、4G并跑的情况，我国在5G技术研究方面处于全球领先地位，是全球信息通信产业中的重要力量。但是，5G技术的发展不能仅依靠电信运营商的努力。要想充分发挥5G技术的潜力，需要各行各业找到其与5G技术的结合点，从而带来新产品、新业态，创造巨大的经济价值。

因此，建设优秀的5G网络不是*终目的。发挥5G网络的优势，各个产业抓住机遇进行变革才是关键。

在4G时代，我们已经构建了移动互联网生态，人们的衣食住行都和网络息息相关。5G时代，移动通信技术会突破人与人的联接，将构建出一个人与物、物与物的万物互联新时代。

5G对于经济社会发展的推动作用是巨大的，下一代移动通信技术将与超高清视频、智能家居、智能制造、远程医疗、自动驾驶等领域产生深度融合，为各行各业带来新的增长机遇。

5G会为我们带来无限的商业机会，重塑我国的产业结构，帮助企业完成流程优化和模式再造。谁能够顺应时代的步伐完成变革，谁就能够成为下一个十年的赢家。

邬贺铨

中国工程院院士、中国互联网协会理事长

第1章

从1G到4G：

不得不说的通信发展史

推动全球数字化发展进程的关键技术层出不穷，例如，云计算、大数据、人工智能、区块链等。而联接一切创新技术的媒介是通信网络。

作为产业互联网的重要基础设施，第五代移动通信网络技术（以下简称“5G”）将助力经济社会数字化、网络化、智能化发展迈上新台阶。随着5G技术的商用落地，新的智能终端将会出现 ，新的生活模式将会产生。

你可能总是能听到“5G”这个词，但对它的含义并不完全理解。也许有人疑惑，买手机的时候，我们看到参数有8GB 128GB、6GB 64GB等；选择手机话费套餐包的时候，有6个G、8个G的流量包；使用手机的时候，左上角时而显示2G，时而显示4G；现在又提出5G。这么多的G，都是同样的意思吗？

其实，它们并不完全相同。

手机参数中的8GB 128GB，前一个8GB代表手机的运行内存（RAM），它影响的是手机操作时的运行速度。后一个128GB代表手机的内置存储空间（ROM），主要包括自身系统占据的空间和用户可用的空间，类似于我们计算机的硬盘，它影响手机能存储多少图片、视频等资源。这里的GB，指的是容量大小。B、KB、MB、GB是同一个序列的代表数据容量的单位符号。B是字节，KB是千字节，MB是兆字节，GB是吉字节。换算关系是，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。

手机话费套餐包里的流量，6个G其实是6GB的口语化说法，这里的GB和前文提到的吉字节是同一个意思。不过，手机参数中的GB更偏重的是静态储存的容量，而流量的GB偏重于数据通信的总量。

手机使用时会显示的2G、4G就是我们的移动通信网络了。这里的G和上面的数据容量就没有关系了。这里的G是英文Generation的首字母，即“代”。大家常说的“我们这一代人”中的“代”也是这种意思。2G是第二代移动通信网络技术，4G是第四代移动通信网络技术。我们说的5G就是第五代移动通信网络技术。这里的“代”其实没有固定的时间分隔标准，它主要根据通信网络技术的发展情况，由全球的移动通信技术专家认定。当技术发展到颠覆性变革的状态时，就成为下一个“代”。

移动通信技术于20世纪80年代初被提出，发展到当前讨论的第五代移动通信网络技术，移动通信技术已经历了四个重要的发展阶段。*代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统、第三代多媒体移动通信系统以及当前正在应用的第四代多功能集成宽带移动通信系统。这与1G到4G是一一对应的关系。回顾历史，我们发现，移动通信领域大约每隔十年就会出现新一代革命性技术，这些新技术正在不断推动经济社会的繁荣发展。

中国在2008年启动3G网络商用，五年之后启动4G网络商用，又在2019年启动5G网络商用。可以说，我国的通信技术更新频率要高于世界平均水平。从3G跟随，4G并跑，再到5G领跑，中国的信息通信技术实现了跨越式发展。

回顾通信发展史，我们会发现，移动通信的发展时间并不长。但是，就是在这不到半个世纪的时间里，移动通信在需求拉动和技术发展的双轮驱动下快速迭代，并给我们的经济、社会和生活带来了翻天覆地的变化。

1G：美国独占鳌头

在1G时代，美国人在技术方面独占鳌头，成为移动通信领域的领跑者。早在第二次世界大战期间，摩托罗拉公司就发明了移动电话的雏形，那就是步话机（SCR-300）。这个步话机有十几千克重，移动起来不是很方便，需要一个人背着它。我们在有关第二次世界大战的电影里能够看到步话机的身影。

步话机能够实现12.9千米的无线通信，虽然这在当时那个技术背景下已经非常惊人了，但是它的通信距离还是十分有限，严格意义上讲，步话机还不能算是移动电话。

那么，真正的移动电话是什么时候发明的呢？

真正的移动电话的发明者是马丁·库帕（见图1-1），他是摩托罗拉公司的员工。在1973年，马丁·库帕发明了世界上的首款移动电话——先进移动电话系统（Advanced Mobile Phone Service，AMPS），也就是我们俗称的“大哥大”。当时，马丁·库帕拿着板儿砖大小的“大哥大”出现在了纽约街头，打出世界上的*个移动电话，这个电话既不是打给美国总统，也不是打给摩托罗拉公司的CEO，实际上他向自己的竞争对手打了一通电话，极具讽刺意味。原来，当时有多个团队正在同时研发移动电话技术。这也说明，移动通信领域的竞争从一开始就非常激烈。

图1-1 步话机和马丁·库帕的“大哥大”

马丁·库帕发明的移动电话是世界上*部真正意义上的移动电话，它不但可以由单人携带，人们还能够在移动过程中保持通话。从此，全民移动通信的浪潮开始了。

所以，无论是步话机，还是*部移动电话，美国的摩托罗拉公司都是当之无愧的领跑者。也许是被这个耀眼的光环迷惑住了，为了保持这个领先优势，美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission）提出了长期保护1G网络运行的要求，迟迟不愿结束1G网络的运行年限。直到2003年才设定了关闭时间—2008年2月18日。

我们国家于1987年年底，在广州首次引入了“大哥大”。对于当时的中国人来讲，移动电话*是稀罕物。与其说“大哥大”是个通信工具，倒不如说是身份的象征。

2G：欧洲奋起直追

美国人在1G时代领先，实现了从0到1的突破。但是1G网络使用的是模拟通信技术，通话质量不佳，保密性也较差。欧洲没有在1G时代抢占到先机，所以准备在新一代移动通信技术方面提前布局。于是，欧洲多个国家联合起来，在1982年成立了“移动专家组”来开展新一代通信标准研制，也就是2G标准的制定工作。这个标准就是大名鼎鼎的GSM（Global System for Mobile Communication）。之后，这个标准在欧洲快速形成规模，并向全球推广，*终被大多数国家采用。

GSM让欧洲在移动通信技术方面反超美国，成为全球2G时代的霸主。比如在1994年，德国的GSM用户渗透率已经达到了71%，但美国的2G用户渗透率只有0.1%。

同时，很多耳熟能详的欧洲企业在2G时代成为全球性跨国公司，比如诺基亚、爱立信等。诺基亚公司推出的手机机型在2G时代一直是*经典的机型。在2000年，诺基亚公司的出口额已经占到了芬兰商品和服务总额的24%。爱立信公司更不必多说，即使在当下，它依旧是全球重要的通信设备商之一。

对于大部分中国人来说，我们使用的*款手机采用的也是GSM制式。除了能够打电话之外，2G时代的手机还有一个重要功能就是能够发短信。我国是在1995年开始建设2G网络的，当时，中国很多人每个月仅短信就要发800～900条，甚至上千条。所以就有专家说，以文传意这种含蓄的沟通方式，更符合中国人的性格特点。

在诺基亚公司生产的功能机占据市场主流的年代，中国诞生了腾讯、阿里巴巴和百度等知名的互联网企业。在塞班操作系统下慢速浏览Web网页和使用QQ进行聊天，成为当时青年人的潮流行为。我们国家应用2G网络标准也有十多年时间，直到2008年才开始建立3G网络。

3G：中国实现从0到1

3G时代，一个突出变化就是，中国参与了通信标准的制定工作，在全球3G标准中，我们也占据一席之地，那就是TD-SCDMA。

事实上， TD-SCDMA这个标准在当时还是不够成熟，国内外很多人也在质疑：中国人能做自己的技术吗？即使做出来能够真正落地吗？顶着这么多压力和质疑，为了实现“通信强国”的梦想，进一步摆脱对外国技术、设备的依赖，在中国政府的支持下，中国移动获得了TD-SCDMA的商用牌照，并为整个TD产业的快速成熟、产业链完善立下了汗马功劳。在终端、设备、基站、测试等方面，我国的通信技术有了长足的进步，这也为我们国家在4G时代并跑、5G时代引领全球通信行业发展奠定了基础。

3G时代另一个重要特征就是智能手机的出现（见图1-2）。乔布斯开发的iPhone智能手机问世，打破了诺基亚等公司开发的传统功能机一统天下的局面。利用智能手机，我们不仅能够打电话，还能够收听音乐、浏览图片、观看视频，并用手指在触摸屏上直接操作应用软件，外观上颠覆性地去掉了键盘的设计。由于用户的使用习惯发生变化，这个现实需求也导致通信业务发生转变，手机流量业务开始在3G时代崭露头角。

2019年是我国5G商用元年，正式开启5G时代。在2G落后、3G跟随、4G并跑之后，5G时代我国有望领先全球。5G具有大带宽、低时延、广连接的特点。本书从信息通信技术发展历程开始，分析了1G-4G的特点，以及5G应用创新的必要性和技术创新点，并对未来5G发展提出了趋势判断。同时分领域对5G应用场景进行研究，语言通俗易懂，用浅显易懂的方式论述深奥的5G通信原理，适合通信设备制造商、手机制造商、网络运营商、科研人员、高校教师、大学生、研究生等人员阅读与参考。

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2.流量*的作者。腾讯安全战略研究中心官方出品。作者翟尤为得到讲师、知乎live 5G同名课程讲师，购买人次过2万。谢呼为腾讯副总裁

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