5G赋能新一代智慧城市发展

摘要：为研究5G技术在新一代智慧城市发展中的应用场景及对人类社会生产生活带来的影响，调研了国内外5G技术发展和应用现状，从5G低时延、大带宽和泛连接三大技术特点出发，对5G在智慧城市建设中涉及的超高清产业、智能制造业、智慧交通、智慧医疗和其它领域的应用进行了分析研究，提出了切实可行的应用场景，为今后5G应用和智慧城市发展相关课题研究提供建议指导，助力5G更好地赋能新一代智慧城市发展。

关键词：5G；智慧城市；低时延；大带宽；泛连接

引言

纵观全球，2018年6月，3GPP正式发布了第一版本的5G国际标准，全球各国纷纷致力抢跑5G，加快5G进程。

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截止2019年4月统计，在国际5G技术标准中，中国已立项并通过的标准数量最多，达21个，为全世界5G发展树立了标杆。此外，欧洲14个，美国9个，日本4个，韩国2个。

截止5月底，全世界已有19个国家启动5G商用，2019也被封为5G商用元年。据美国国防部《5G生态：国防部的风险和机遇》报告，中、韩、美、日位列全世界5G的第一梯队，英德法位列第二梯队，新、俄、加位列第三梯队。

”

可见，我国在5G发展方面处于世界先发和领先地位。领先者最大的优势是可以在技术迭代中制定未来的产品设定基础架构标准和规范，在未来十年带来数以千亿美元的收入，为其它行业带来无法估量的革命性变化。

放眼国内，早已悄然掀起了5G热潮。中国移动、中国联通、中国电信三大运营商于2018年底均发布了首批5G网络试点城市名单，其中，上海同时被三大运营商联合选中，广州、杭州、苏州、武汉、雄安、深圳、成都同时被两家运营商列为试点城市。而随着5G商用牌照的发放，我国正式进入了5G时代。

5G技术是信息化时代实现万物互联的技术基础和应用前提。4G改变生活，5G改变社会。5G时代的到来，将从根本上改变生产环境、改变生产要素，改变人们对整个人类社会的认知。

可以预见，随着5G的正式商用，除了移动通信技术和业务以外，势必对工业互联网、智能制造业、智慧交通车联网、智慧医疗、融新媒体等相关垂直行业创新发展带来新的机遇与挑战，对整个社会的智慧城市发展、社会管理水平提升、社会成本降低、社会生产效率提高起到巨大作用。

5G技术与特点

所谓5G，是指第五代移动通信技术，它同时也是第五代移动电话行动通信标准，其三大主要特点可概括为大带宽、泛链接和低时延。

与传统4G通信技术相比，5G在容量上，单位面积数据流量增长一千倍；传输速率上，理论上下载速率可以达到20Gb/s，是现行4G网络的20倍；时延问题上，5G可减少端之间5倍时延；在可接入性方面，可联网设备种类和数量增加10-100倍。

5G在智慧城市建设中的应用场景分析

3.1 超高清产业

发挥5G高带宽的视频传输优势，可以最直接造福超高清产业腾飞。例如为虚拟现实VR与增强现实AR的应用提供实时高清画面回传，让智能家居、可穿戴设备等新科技产品推广普及，促进消费升级，增强用户体验，撬动融新媒体发展，甚至可能改变人们的社交娱乐方式。

同时，5G+超高清视频可以用于智慧园区、智慧安防、智慧交通、智慧公安、智慧管廊等视频监控，提升政府智慧化监管水平。如智慧园区方面，可以利用5G+超高清视频实现远程高清视频会议，保证视频清晰度同时降低时延，提高园区管理效率；

此外，可以将智慧园区和智能工厂的视频数据集成，形成全方位、无死角、全打通的监控平台，对园区人口流动、危化品车辆运输精准定位，提升安防监管水平，这其中，5G发挥的主要作用是搜集海量信息，以更低时延有效完成控制闭环，在柔性或移动设备上更加灵活地呈现。

3.2 智能制造业

在智能制造业方面，利用5G的大频谱带宽和边缘计算，主要应用场景有传感器网络、设备互联、人与物的定位和运动控制、人机交互等。

5G与AI技术融合，可以为工厂自动化带来改进，如富士康旗下子公司在边缘视觉AGV网络作了探索，综合工厂和车载摄像头，将视频信号集成到边缘计算的服务器上对AGV进行进行机器定位导航。

利用5G切片网络极低时延、高可靠、海量连接通过无线网络可以使制造工厂的核心（闭环控制系统）成为可能，时延降至ms级，保障控制系统实现精确控制。

此外，在智能制造业领域，还可以利用5G+AR技术为员工进行外部专家远程培训，营造超强现场感，提升员工的劳动力水平和生产效率。

3.3智慧交通

5G+车联网产业也是被广泛看好的应用场景，车联网具备远距离通信、互联网连接、非视距识别、抗天气干扰、红绿灯精准识别等优势，智慧交通的发展也少不了5G。

自2016年，5G汽车协会（5GAA）就开始着力研究蜂窝车联C-V2X技术，原4G和WiFi技术无法满足PB量级的传感数据实时移动至云或区域服务器，5G的发展提供了更多可行性。

利用5G大带宽、低时延、泛链接的特点可以承受环境中更大的传感密度，使车辆更快地从中央服务器和周围传感器获得海量数据。

5G结合边缘计算与机器学习算法，也将为自动驾驶的发展带来重要突破，为城市交通拥堵治理带来潜在解决方案。

3.4智慧医疗

全国已有46家医院积极开展5G试点，探索5G+医疗应用合作，并取得显著成效。

如2019年1月，首例5G远程手术在中国人民解放军总医院得到测试，为距离50公里的实验动物进行肝脏切除手术。该手术利用5G远距离低延迟和无抖动通信能力，打破了地理屏障，使远程医疗成为可能。

2019年5月，全国首例5G+AI跨网段远程微创介入手术在中山大学肿瘤防治中心得到有效应用，利用5G技术超高清视频和低时延优点减小手术误差风险，为肿瘤微创治理带来突破性进步。

从5G试点医院的分布来看，受医疗资源分布影响，16家5G试点医院集中在华东地区，占全部试点医院数量的近34.8%；华南地区14家，其中10家分布在广东；华北、东北、华中、西南均为4家，各占8.7%。

从应用场景内容来看，主要分为三项，一是5G互联网医疗系统建设，包括智慧医院与实验室建设、医疗数据无线采集与患者实时位置监测等；二是基于视频与图像交互的医疗诊断与指导类应用，如远程查房、远程会诊、应急救援和手术示教等；三是基于视频与力反馈的远程操控类应用，如智能机器人远程手术。

3.5其他领域

利用5G内生能力，与AICDE结合（AI人工智能、IOT物联网、C云计算、D大数据、E边缘计算），打造智能机器人、无人机、无人车、无人船等，其中无人船已实现在水质监测方面应用，助力五水共治、环境保护。

#结束语#

5G时代即将全面来临，通过5G构建更为深层感知、广泛链接的城市基础设施，从而赋能智慧城市相关的工业、教育、医疗、能源、金融等方方面面，为构建“物联、数联、智联”三位一体的新一代智慧城市提供无限可能。

参考文献

[1] 吴承忠. 5G智能时代的文化产业创新[J]. 深圳大学学报. 2019,36 (4): 267-272.51-59

[2] 陈晓贝,魏克军. 全球5G研究动态和标准进展[J]. 电信科学. 2015120

[3] 路玉. 5G通信技术的技术演化、应用场景及发展趋势[J]. 科技经济信息化. 2019,27(18):24

[4] 赛迪智库无线电管理研究所《通信产业报》全媒体. 5G十大细分应用场景研究报告[J]. 通信产业报.2019

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文稿/ 马文君

编辑/ 朱周望