本報記者 沈湫莎
許多人相信，全民5G時代將始于一場盛大的運動會，比如2020年東京奧運會。想象一下，當你坐在一列飛馳的列車上，手拿平板電腦觀看一場足球比賽，想看哪個運動員，只要用手指劃動屏幕，他的身影就會進入你的屏幕。4G時代，120公里/時的速度下是無法上網的，但在5G時代，500公里/時的速度下也可享受網絡環境。而且即便坐在你身邊的人正在觀看同一場比賽，你們的屏幕顯示也可能并不一樣。
個性化直播被認為是5G時代最早可實現的商業應用，要實現它并不困難，只要在賽場周圍、運動員身上、足球上裝上大量高清攝像頭，再將這些攝像頭全都連接到5G網絡中，海量視頻信號就能從遙遠的賽場傳到你的平板上。
根據已經敲定的中國5G商用時間表，最快2020年，商用5G網絡將正式來到我們身邊。
5G解決的是物與物的連接
G是英文單詞generation (代) 的縮寫，5G就是第5代通信技術。對消費者來說，對通信技術更替最大的感受是“快”，比如4G傳輸速度是3G的10倍左右，5G比4G要快10倍左右。
“5G并不單是速度的提升，而是全方位的提升。”上海無線中心副主任胡宏林說。5G的最大特征是網絡容量比4G提高了1000倍，1平方公里內可以容納100萬乃至1000萬個終端連接。如果說3G、4G解決的是人與人的連接問題，5G解決的則是物與物的連接。
如何實現網絡容量提高1000倍這個高難度任務? 對此，胡宏林表示主要從三個維度推進。一是增加天線數量，當前一個基站有4－8根傳輸天線，5G基站將增加10倍左右的天線數量，這相當于增加信息交通公路上的運輸工具;二是提高頻率，當前寬帶頻率在百兆級別，這是低頻段，5G時代將其轉為千兆級別，這相當于把信息高速公路的路面拓寬了10倍;三是增加基站數量，過去一片區域設1個基站的，未來就設10個基站。
復旦大學信息學院副院長胡波表示，如果說4G解決了人與人溝通，5G打造的就是一個“物聯社會”。無人駕駛、遠程醫療等需要低延遲的產業將被滿足，時速100公里的汽車從發現障礙到啟動制動系統需要移動的距離縮短到2.8厘米。低速率，高可靠性數據傳輸也將被滿足，水表、煤氣表的每一步走動都將被傳輸到云端。
“5G時代，會有1000億個儀器或設備連入網絡，傳輸效率比現在高100倍，價格則會大幅度下降。”胡宏林這樣描述未來社會。
中國企業已先于標準“發力”
在各方催促下，3GPP (第三代合作伙伴計劃，產業標準制定者) 加速了5G標準研制的步伐，預計2018年將完成第一版本標準。上海大學知識產權學院院長許春明表示，中國有可能成為5G時代的引領者，這不僅是因為華為公司的PolarCode (極化碼)方案被納入5G標準，更重要的是，包括網絡設備、芯片、測試設備商等方面，中國企業都已經先于標準開始“發力”。
胡宏林說，根據我國5G商用時間表，2017年展開5G網絡第二階段測試，2018年進行大規模試驗組網，2019年啟動5G網絡建設，最快2020年正式商用5G網絡。
據胡波透露，復旦大學正在做包括物理層面的大規模數據建模和網絡行為分析在內的5G基礎技術研究。他們的一項研究是，當大流量涌向某一視頻時，系統能自動把視頻推送到基站前端，方便用戶調用，提高傳輸效率。
上海展訊副總裁康一表示，在標準還未出臺時討論芯片有些為時過早，然而展訊5G芯片將于標準同步推進，即2018年推出實驗芯片，2020年推出商用芯片。有業內人士也指出，5G標準達成并不是兩個公司或兩個國家之間的競爭，這是一場需要全球各企業協同完成的工程，而當務之急，是促使5G標準早日落地。
未來更顛覆性通信技術的出現還需物理學突破
無人駕駛、遠程醫療、智能家居等現在已經火熱，在5G時代將真正大顯身手。5G社會對人類的影響顯而易見，未來還會有更顛覆性的通信技術嗎?
胡宏林說，無論3G、4G還是5G技術，都在逼近香農定理的極限，香農定理給出了信道信息傳送速率的上限 (比特每秒) 和信道信噪比及帶寬的關系，打個比方說，3G已經發揮了99%的傳輸效率，4G發揮了99.99%，5G將在此基礎上通過各種“開源節流”手段，挖掘出小數點后面的更多9。
“就技術而言，上世紀60年代，4G、5G技術理論就有了。”胡宏林說，不過，4G一直到2010年世博會才有了初次在我國商業領域亮相的機會，這是由于基礎理論與產業化之間存在時間差，硬件成本和元器件個頭不支持它過早進入人們生活。
打個比方，大規模MIMO技術(多天線技術) 被公認為5G的關鍵技術之一。一般來說，天線越多，頻譜效率和傳輸可靠性就越高。一個5G芯片可能裝有幾百根天線，4G也采用多天線技術，不過受限于手機終端的大小和成本，一般只裝個位數的天線。隨著成本降低，毫米波、微基站、高階MIMO、波束賦型等都有了實現的可能。
胡波說:“正如只有相對論顛覆牛頓經典力學才能出現現代通信技術一樣，未來顛覆性通信技術的出現需要物理學的突破。”胡宏林對此持相同看法，他把這種突破比喻為在信息高速公路上架幾座“立交橋”。
