1.2.4 5G改變社會
移動網際網路和物聯網的進一步發展是 5G移動通信系統發展的兩大驅動力，為5G提供了廣闊的前景。移動網際網路颠覆了傳統移動通信的業務模式，為使用者提供了前所未有的使用體驗，深刻影響着人們工作、生活和娛樂的方方面面。面向 2020年及以後，移動網際網路将推動人類社會資訊互動方式的進一步更新，為使用者提供增強現實、虛拟現實、三維（3Dimensions，3D）超高清視訊、移動雲等更加身臨其境的極緻業務體驗。移動網際網路的進一步發展将帶來未來移動流量超千倍的增長，推動移動通信技術和産業的新一輪變革。物聯網擴充了移動通信的服務範圍，從人與人通信延伸到物與物、人與物智能互聯，使移動通信技術滲透至更加廣闊的行業和領域。面向 2020年及以後，移動醫療、車聯網、智能家居、工業控制、環境監測等将會推動物聯網應用爆發式增長，數以千億計的裝置将接入網絡，實作真正的“萬物互聯”，并締造出規模空前的新興産業，為移動通信帶來無限生機。同時，海量的裝置連接配接和多樣化的物聯網業務也會給移動通信帶來新的技術挑戰。
5G 作為面向 2020年及以後的移動通信系統，将深入社會的各個領域，作為基礎設施為未來社會的各個領域提供全方位的服務，如圖 1-4所示。
圖 1-45G深入移動網際網路和物聯網的各個領域[2]
5G典型應用場景包括增強型移動寬帶（eMBB）、超可靠低延遲時間通信
（uRLLC）和大規模機器型通信（mMTC）3類。為了滿足三大應用場景的需求，5G将具備比 4G更高的性能，如圖 1-5所示，包括支援 100Mbit/s的使用者體驗速率（4G的 10倍）、每平方千米 100萬的連接配接數密度（4G的 10倍）、毫秒級的空口時延（4G的 1/10）、每平方米 10Mbit/s的流量密度、每小時 500km以上的移動速度和下行 20Gbit/s/上行 10Gbit/s的峰值速率、平均頻譜效率和 5%使用者頻譜效率達到 4G的 3倍以上。其中，使用者體驗速率、連接配接數密度和時延為 5G最基本的 3個性能名額。同時，5G相比于 4G還将大幅提高網絡部署和營運的效率，網絡頻譜效率顯著提高，能效和成本效率提升百倍以上。
圖 1-55G與 4G關鍵性能名額比較[2]
表 1-2 簡單對比了ITU5G性能需求名額與 3GPPTR38.913研究報告中定義的5G性能需求名額。
表 1-2ITU和 3GPP定義的 5G關鍵性能需求名額比較[2]
| 類别 | 相關名額 | ITU定義的 5G性能需求 | 3GPP定義的 5G性能需求 |
針對eMBB業務
| 下行 | 峰值傳輸速率/(Gbit·s−1) | 20 | |
| 使用者體驗速率/(Mbit·s−1) | 100 | 使用者體驗速率=5%使用者頻譜效率×系統帶寬 | |
| 峰值頻譜效率/(bit·(s·Hz)−1) | 30 | ||
| 平均頻譜效率/(bit·(s·Hz)−1) | 分場景 | 至少為 4G 系統的 3 倍以上 | |
| 5%使用者頻譜效率/(bit·(s·Hz)−1) | |||
| 上行 | 10 | ||
| 50 | |||
| 15 | |||
| ITU 定義的 5G 性能需求 | 3GPP 定義的 5G 性能需求 | ||
| 系統 | 使用者面時延/ms | 4 | |
| 控制面時延/ms | |||
| 低頻小包時延① | 未定義 | 上行時延最大不超過 10s | |
| 流量密度(Mbit·(s·m2)−1) | 流量密度=站點密度×系統帶寬×平均頻譜效率 | ||
| 移動性 | 最高500km/h | 最高 500km/h | |
| 小區切換中斷時間/ms | |||
| 能源效率 | 同時看頻譜效率和休眠比例名額 | 網絡能源效率=小區平均吞吐量/小區功耗 | |
| 系統帶寬/MHz | ≥100 | 通過ITU 需求名額推導出，或者根據後續 RAN1/RAN4研究成果定義 |
針對uRLLC業務
| 1 | 0.5 | ||
| 可靠性 | 99.999% | ||
| 移動中斷時間/ms |
針對 mMTC業務
| 連接配接數密度/(個·km−2) | 1000 000 | ||
| 終端電池壽命② | 超過 10年 |
注：① 考慮終端處于“節能态”時，終端發送低頻率小包（20byte）時的傳輸時延。
② 終端電池壽命指的是電量5W·h的電池，在小區覆寫邊緣（對應于164dB的最大路徑傳播損耗），支援每天發送200byte的上行資料，并接收20byte的下行資料的移動通信業務時的最長工作時間。
由于ITU所定義的 5G性能名額是 5G系統的唯一驗收标準，是以 3GPP所研究的 5G系統将同時滿足ITU和 3GPPTR38.913研究報告中所定義的5G性能名額要求。而在包括控制面時延和使用者面時延在内的一些關鍵性能名額上，3GPP所研究的 5G系統将遠遠優于 ITU對 5G系統的最低要求。
考慮到全球不同區域的市場發展政策需求，3GPP對 5G的定義更為寬泛，包含了5G演進型空口和5G 新空口（NewRadio，NR）以及下一代核心網（Next GenerationCoreNetwork，NGC）[3]。
5G演進型空口是指通過 4G網絡的持續演進和增強，滿足部分場景下的 5G技術需求，無論是增強型機器型通信（eMTC）、窄帶物聯網（NB-IoT），還是LTE-Advanced-Pro等，都屬于 5G演進型空口的範疇，它們可以滿足 mMTC等場景下的最小需求；而 5GNR是指不用考慮與 4G的後向相容，全新設計 5G系統并滿足所有 3種典型場景下的全部 5G技術需求。
3GPPRAN确定了整個 5G各研究項目的規劃[4]，如圖 1-6所示。
圖 1-63GPP的 5G标準規劃
3GPPRAN在 2015年 12月啟動 5G需求與應用場景的研究，并在 2016年 6月完成；3GPPRAN各工作組從2016年 3月啟動 5GNR的技術可行性研究，并在2017 年6月完成；2017年 6月啟動 5G的WI，在 2018年 6月完成 Release15的标準化；2018年 6月啟動 Release16的工作，并在 2019年年底完成。2019年年底，由于全球新冠疫情暴發，3GPP相關工作不得不采用線上的方式開展，影響了标準推進的節奏，最終在延期一個季度的情況下，2020年 6月，3GPP正式當機 Release16 的标準。最終Release15 和 Release16 共同構成了 3GPP 送出給 ITU的完整 5G标準。同時，3GPP也正式啟動了 Release17技術标準的研究工作，規劃了 Release17的主要技術特征和計劃時間表，繼續對現有版本的标準進行增強和演進。
2020年 7月 9日，國際電信聯盟（ITU）無線通信部門（ITU-R）國際移動通信工作組（WP5D）第 35次會議成功閉幕，會議确定 3GPP系标準成為被ITU認可的 5G标準。本次會議是 IMT-2020（即 5G）技術評估程序的關鍵會議，各主管部門和産業界代表，對包括 3GPP5G标準在内的 7項候選技術标準進行了深入研究和分析，最終形成結論：3GPP系的 5G标準成為被 ITU認可的 IMT-2020國際移動通信系統标準。ITU-RWP5D于 2020年 11 月的 36bis次會議上完成程式性工作，即編制 IMT-2020标準建議書，并遞交至同月舉行的第 5研究組的全會上正式通過和釋出。
5G利用一系列關鍵技術，如更寬的帶寬、大規模天線、Polar碼和 LDPC碼等，實作了對高速率、低延遲時間、高可靠性、海量連接配接等技術需求的滿足。5G的發展将滿足更為多樣化的連接配接需求，實作更為廣泛的人與人、人與物、物與物之間的連接配接，為工業、農業、交通、教育、醫療服務等垂直行業領域的數字化、智能化創新奠定基礎，引領萬物互聯新時代的到來。随着萬物被互聯，感覺連接配接、智能将泛在化，一個全新的智能社會将出現在人們面前，整個社會，包括技術、生活、工作、商業、思維都将被颠覆和重構。
為此，南韓、中國、日本、歐盟等電信發達經濟體均積極加快 5G的部署。2019年 4月，南韓正式宣布 5GNSA商用，2019年 11 月，工業和資訊化部（以下簡稱工信部）聯合四大營運商，正式宣布 5GNSA商用。随後，全球營運商紛紛開展 5G的NSA商用部署。2020年 6月，中國營運商開始在全國主要的城市開始 5G SA的商用部署，全面建構端到端的 5G全新能力。迄今為止，全球有 381家營運商完成了 5G網絡的試驗測試。2019年，我國已經在超過 50個城市建設超過 19萬個 5G基站，2020年年底，我國 5G基站的數量累計超過了 70萬個，5G使用者規模超過
1.7億人。全球 5G的大規模部署正在加速鋪開，必将帶來大量全新的個人消費業務和垂直行業應用，帶動整個社會的數字化轉型，催生新的網絡需求和移動通信技術的持續演進。