陈山枝:5G赋能新基建

　　在今年的全国两会上，“新基建”成为热议的焦点词汇。

　　《2020年国务院政府工作报告》中提出，重点支持“两新一重”（新型基础设施建设，新型城镇化建设，交通、水利等重大工程建设）建设。这是“新基建”首次被纳入政府工作报告。

　　新基建主要包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域，涉及诸多产业链，是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。

　　5G不仅是“新基建”的重要任务，更是支撑产业及社会网络化、数字化、智能化升级发展的驱动力，是助推其他产业高质量发展、实现新旧动能转换的“科技支撑”。

　　近期，《英才》记者专访了中国信科集团副总经理、专家委主任、无线移动通信国家重点实验室主任、IEEEFellow陈山枝。作为信息通信领域专家，他分享了5G赋能垂直行业、车联网技术发展的智慧见解。

　　赋能垂直行业

　　纵观移动通信发展史，基本按照10年一代进行演进，从上世纪80年代的1G大哥大通话开始，2G承载话音+短信、3G支持互联网，4G的高速数据和各种移动互联网应用APP改变了人们的生活和社交、娱乐等。

　　“相比大部分都是服务于人的1G到4G，5G将服务于行业，赋能经济社会和数字化转型。”陈山枝告诉《英才》记者，5G的亮点是进入到垂直行业，实现万物互联，将深刻改变社会。

　　移动互联网和万物互联成为5G发展的两大主要驱动力。伴随着移动互联网的发展以及可穿戴设备、工业互联网、物联网等兴起，未来移动通信网络将会面对移动数据业务爆炸性增长以及海量终端的接入。据预测，未来5G的流量将是现在流量的1000倍，未来连接到网络上的设备将是现在的100-1000倍，全球将有200亿-300亿联网设备。国际电信联盟（ITU）定义了5G三大典型应用场景分别是增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（Mmtc）、超高可靠低时延（uRLLC）。相比于4G，5G将实现千倍流量密度、百倍传输速率、毫秒级时延、千倍连接数密度等。在陈山枝看来，5G典型应用场景将实现从人与人通信为主，到人与物、物与物通信的跨越，迈入万物互联的时代。

　　增强移动宽带使得手机接入速率可达到1Gbps，可以满足高清视频、下一代社交网络、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）等应用。另外两个应用，海量机器类通信、超高可靠低时延通信是之前1G到4G移动通信系统所没有的。海量机器类通信支持每平方公里接入近100万的设备，使智能物流、环境监测、智能计量等万物互联和各类感知应用能够快速发展。超高可靠低时延通信的时延空口最低至1ms，使得自动驾驶、远程医疗、智能电网等对于时延特别敏感的业务接入成为可能。

　　5G网络持续发展赋能垂直行业，高性能、优质体验的5G网络是改变社会和发展数字经济的坚实基础。2020年，我国已正式进入5G规模商用阶段。“随着5G商用的启幕，5G将赋能垂直行业，通过与大数据、云计算、人工智能、区块链等多种新技术叠加，催化反应，产生裂变，实现从消费互联网到产业互联网的飞跃，实现产业变革。”陈山枝说道。

　　陈山枝进一步阐释到，在初期阶段，5G将为赛事/大型活动、教学培训、智慧旅游等提供更加极致的业务体验；在成熟阶段，与汽车、工业、医疗等行业融合渗透，支撑智能网联汽车、自动驾驶、智能制造、智慧电力、智慧医疗等发展，实现智慧城市、智慧产业园等建设，为人们在居住、工作、休闲、交通等方面提供便利。5G的垂直行业应用会推进5G技术向经济社会各领域的扩散渗透，必将颠覆某些传统产业，升级某些传统产业，并孵化新应用，催生新业态、新商业模式。

　　新冠肺炎疫情也从侧面推动了数字经济的普及，一方面5G+产业构筑了“云端防疫”线；另一方面，数字经济催生了新的生活和工作学习方式，而这些新产业、新业态正加速数字化革命进程。

　　陈山枝

　　在陈山枝看来，这次新冠肺炎疫情进一步刺激了教育、医疗、工业制造、物流等各行各业，众多5G应用场景实现了快速部署。

　　尤其是教育產业，全国的学生老师都在家里上网课，一夜之间全部和网络教育建立了密切联系。随着5G基础设施搭建完成，5G将颠覆过去教室上课的旧模式，变革传统教学模式和课件制作方式，支撑情景式教育、立体式观察、交互式学习等众多新模式的教学方法创新，助力构建智慧教育新生态。

　　特别是大带宽和低时延的5G展示了强大的应用潜力，如：5G无人机测温、5G远程医疗，如疫情专家远程会诊、方舱医院CT远程读片等。疫情催生的云课堂、云会议、云办公、云医疗、云生鲜、云游戏、云音乐会等，线上应用的激增及与线下业务的互动，将继续深化并成为常态化，也为未来5G新业态和商业模式创新奠定基础。

　　伴随着“新基建”概念的提出，我国5G发展再次迎来高光时刻。但陈山枝强调，我们必须清醒认识到，推动5G商用的过程中依然面临着多重挑战亟待克服：

　　首先，电信运营商的5G基站建设难和运行维护成本高的挑战。5G密集组网的基站数量增加（是4G的2-3倍，而目前我国4G基站总数约550万）带来了站址资源缺乏和覆盖难，5G的大规模天线等新技术引入也带来了功耗及运维成本增大的问题。

　　其次，基于5G的不同应用场景的商业模式探索和创新。4G大部分是流量包月，如果简单沿用，运营商的投入产出将出现挑战。5G未来商业模式需要创新，基于流量、基于解决方案、基于连接的、基于网络切片的商业模式都要探索。特别5G引入是边缘计算，会带来包括车联网、演出、电竞等边缘运营的商业模式创新。

　　再次，5G垂直行业应用的跨行业融合需要磨合时间。需要运营商、行业解决方案商（或互联网厂商）和行业客户等一起研究，要真正解决行业的痛点问题，才会规模使用，应用模式与商业模式也需要创新。

　　车联网蕴藏广阔空间

　　从最早的收音机，到卫星导航，雷达、激光、摄像头等高级驾驶辅助系统（ADAS）以及3G和4G的远程信息服务（Telematics），信息通信技术一直与汽车行业共发展。

　　“5G时代也不例外，车联网是5G的重要应用场景之一。”陈山枝对《英才》记者表示，蜂窝车联网（C-V2X）技术使车车间、车路间的低时延、高可靠通信成为可能，提升道路安全和交通效率，实现从单车智能到网联智能，支持智能交通和自动驾驶的发展。他指出，车联网将成为单体规模最大的5G垂直行业应用。

　　早在2013年的517电信日，陈山枝首次在国内外公开提出LTE-V2X概念和关键技术，之后中国信科（原大唐）与产业界共同在3GPP形成国际标准，是首个蜂窝车联网（C-V2X）技术与国际标准。

　　通过大唐-福特汽车（Ford）京津高速公路联合测试，测试结果表明LTE-V2X通信性能优于IEEE802.11p标准，在相同传输距离时，传输可靠性比IEEE802.11p提升25%以上，LTE-V2X的各项性能居国际领先水平。LTE-V2X已在上海、重庆、长春等国家智能网联汽车示范区部署设备，开展规模测试；也应用在厦门、杭州等地的智慧公交商用项目及一些自动驾驶测试中。

　　陈山枝介绍，车联网的建设和发展也将分为三个阶段。第一阶段通过V2X车车/车路协同，在城市道路和高速公路部署LTE-V2X，实现智能交通，提高交通效率，驾驶辅助安全。第二阶段将实现在特定区域、特定场景（园区、港口）等部署LTEV2X，通过区域性中低速行车协同决策与控制，实现商用车（如工程车、货运车、摆度车等）自动驾驶。阶段三将通过NR-V2X（LTE-V2X演进版本）和5G结合，支持高度智能、广域网联感知、决策、控制等广域高速行车协同决策与控制，实现乘用车自动驾驶。第一阶段和第二阶段在这几年都会部署和商用。但第三阶段涉及普通消费者的乘用车自动驾驶可能需要很长时间才能实现，因为还涉及到法律等其它因素。

　　我国一直重视车联网的发展，自2017年国家制造强国建设领导小组提出发展LTE-V2X，我国颁布了一系列政策支持C-V2X车联网的发展。当前“5G+车联网”是5G新基建及丰富5G应用场景的重要内容。

　　基于车路协同的道路基础设施将建设包括LTE–V2X路侧网络，以及道路传感网、监控设备等建设，实现路况、事故等的实时感知；还包括应用层的交通监管、事故处理、车辆调度、行车辅助、出行信息等应用系统建设。在现有的高速公路、城市道路等基础设施上，增加LTE-V2X道路基础设施的建设与投资，构建智能网联新架构。

　　陈山枝特别向《英才》记者分析指出：“由于国情不同，中国将走出一条与发达国家不一样的发展智能交通和自动驾驶的发展模式。”即基于车联网的“聪明的车+ 智慧的路”的车路协同发展模式，实现交通、汽车和信息通信服务的跨界融合，创新“ 出行即服务”，为大众带来新的智慧出行服务。

　　陈山枝指出：汽车产业正面临百年未有之的大变革，汽车产业的“四化”（电动化、智能化、网联化、共享化）变革中的“三化”（智能化、网联化、共享化）与“5G+车联网”直接相關。他认为，未来汽车将是体积最大的5G移动终端，也是体积最大的移动计算和存储设备、移动储能设备。

　　“未来的汽车将是新型的载人移动智能电子设备，而中国是全球最大的汽车生产国和销售国，当前我国在新能源汽车走在全球前列，5G+ 车联网的发展将助力我国汽车工业崛起，由汽车大国走向汽车强国。”陈山枝表示。

　　专家简介

　　陈山枝博士长期致力于移动通信理论与关键技术研究、标准制定和产业化工作，是我国高速移动通信领域带头人，为实现我国主导的4GTD-LTE、5G和LTEV2X车联网的核心技术突破、国际标准制定和产业化做出了重要贡献。近几年来，面向国际竞争前沿和国家重大战略，在5G大规模天线、超密集组网和车联网等关键技术方向上做出重要贡献，相关成果申请发明专利，进入5G和LTE-V2X车联网国际标准，成为标准必要专利（SEP），提升了我国在移动通信领域国际标准和知识产权的话语权及产业竞争力。带领中国信科的5G和车联网团队实现产业化，为我国“5G和车联网引领”做出了突出贡献，成果正应用在我国“新基建”中。最近，陈山枝被授予第二届全国创新争先奖奖状。

　　谢泽锋

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