未來IT圖解：5G（簡體書）

傳統科技體系重構變革

顛覆性創新甚至能重塑人類文明

當下，我們不可不知的一切

“未來IT圖解”將一一展現

5G來臨，賦能萬物互聯

世界大不同，未來大不同

圖解5G，不易理解的原理、應用一目了然

通過視覺理解5G的本質和商業應用

PART 1 什麼是 5G？

PART 2 5G如何讓世界大不同？

PART 3 改變世界，改變未來

【日】石川溫

畢業於日本中央大學商學部。1998年進入日本HOME出版社（現日經BP出版社）後，作為日本經濟貿易編輯部記者，參與爆款商品、汽車、酒店、移動通信等領域的采訪。2003年自主創業後，對智能手機行業進行了大量采訪，在多個平臺發表關於智能手機行業的評論和文章。

傳統科技體系重構變革

顛覆性創新甚至能重塑人類文明

當下，我們不可不知的一切

“未來IT圖解”將一一展現

5G來臨，賦能萬物互聯

世界大不同，未來大不同

圖解5G，不易理解的原理、應用一目了然

前言 001

PART 1

什麼是 5G？

01　移動通信的基本原理 002

02　移動通信的生命線：無線電波 004

03　移動通信技術不斷更迭 006

04　iPhone 閃亮登場 008

05　2020 年開始投入使用的 5G，究竟是什麼？ 010

06　5G 的特點①　前所未有的高速度和大容量傳輸 012

07　5G 的特點②　汽車遠程操控不可或缺的“超低延遲” 014

08　5G 的特點③　IoT 時代不可或缺的“多設備連接” 016

09　支撐 5G 的兩種網絡 018

10　樂天移動的強大武器：全虛擬網絡 020

11　按需分配網絡資源的利器：網絡切片 022

總結　什麼是 5G？ 024

專欄　5G 小故事①

為何在美國、中國，5G 得以迅速推廣？ 026

PART 2

5G 如何讓世界大不同？

01　通信行業爭霸賽：誰笑到最後？ 028

02　誰是世界首創？韓國與美國的 5G“首創”之爭 030

03　日本的通信行業動向：5G 發展被世界甩在身後？ 032

04　三家主要通信商異口同聲說“KyoSou” 034

05　智能手機轉型為周邊設備的連接中心 036

06　5G 催生手機新形態：折疊智能手機 038

07　2 in 1 平板筆記本：移動設備性能趕超 PC 040

08　智能眼鏡：眼鏡型可穿戴設備 042

09　VR：借 5G 高速傳輸之力走向大眾 044

10　遠程駕駛新概念車“SC-1”：車窗變身娛樂和廣告新平臺 046

11　MR：現實和虛擬空間的融合帶來技術新突破 048

12　5G× 攝像頭 ×AI：改變商業 050

13　促進地方產業發展：賽馬歡不歡，8K 攝像機和 5G 來查看 052

14　零售業：無人超市逐漸普及 054

15　重型設備的遠程操控：解決勞動力不足，改善工作環境 056

16　遠程機器人：離島的醫療和救助 058

17　自動駕駛①：一人駕駛，隊列巡航 060

18　自動駕駛②：無人駕駛售賣車、無人駕駛出租車 062

19　IoT：足球內置傳感器解析球員動作 066

20　醫療：5G 遠程來診療 068

21　教育：學生們需要 5G 網 070

22　促進地方發展：重視“基礎設施普及率” 072

23　農業：緩解勞動力不足，消除壞天氣的影響 074

24　無人機：裝備攝像頭和 5G，活躍於基礎設施和安全領域 076

25　交通：乘坐地鐵、飛機進入無接觸搭乘時代 078

26　工廠：實時性和穩定性助力打造智能工廠 080

27　觀光：列車窗戶變身觸控屏 082

28　演唱會：多臺現場攝像機視角由你做主 084

29　云遊戲：各家公司競相搭建遊戲平臺 086

30　體育賽事直播：多角度自由掌控 088

31　電視媒體：全民直播，活力四射 090

32　社交媒體：視頻編輯 AI 將成為明星 App 092

33　智能城市：路上萬物，皆在聯網 094

總結　5G 為社會經濟帶來怎樣的變化 096

專欄　5G 小故事②

為了推廣 5G 應用而試錯的通信公司 098

PART 3

改變世界，改變未來

01　MEC：實現超低延遲的通信技術 100

02　高精度位置信息 ×5G：實現誤差僅數厘米的高精度定位服務 102

03　5G 推動移動通信行業和 IT 行業的整合 104

04　兩種 eSIM：使用方便，輕鬆切換 106

05　樂天移動：新玩家的大計劃 108

06　蘋果和高通：和解的背景 110

07　企業和地方政府開展的“局部 5G”服務 112

08　信號從天而降的 HAPS 技術 114

09　2030 年，關注 6G 動向 116

總結　5G，如何改變未來 118

專業詞匯 120

SECTION 03：

移動通信技術不斷更迭

手機移動網絡的技術日新月異。以 10 年為一個周期，通信網絡更新到下一代技術。每一代更新為通信速度帶來飛躍式進步，也讓人們的使用方式發生變化。

◆移動通信技術，每 10 年迎來更迭

回顧通信技術發展的歷史，我們會發現，通信技術大約每 10 年出現一代技術的更迭。

在移動電話最初登場的 1985 年，當時出現的肩帶式移動電話，重達3 公斤，人們將它挎在肩膀上使用。這就是第 1 代移動通信技術，採用的是模擬信號。到 1993 年，數字信號（PDC，Personal Digital Cellular）誕生，成為第 2 代移動通信技術。

移動電話從 1994 年開始向大眾普及。在那之前，日本還只有 NTT 移動通信網公司（現在的 NTT Docomo）和 DDI Cellular·IDO 這兩家通信運營商，此時又誕生了 Digital Phone Group 和 Tu-ka Cellular 兩家新運營商，競爭開始變得激烈。而手機從租借變成買斷，出現了 1 日元甚至免費贈送的手機，用戶人數開始激增。到 1999 年，NTT Docomo 推出了 i-mode 服務，DDI Cellular·IDO 也提供了 EZaccess·EZweb 的服務，移動電話的用途從“交談”拓展到了“使用”。

◆第 4 代 LTE，實現 10 倍通信速度

2001 年 10 月，NTT Docomo 推出了 FOMA（Freedom of Mobile

multimedia Access，移動設備和多媒體的自由連接）。這項服務採用了當時被視為有潛力引領全球的 W-CDMA 通信制式，帶領日本跨入第 3 代移動通信。相比之下，2007 年，蘋果公司發售 iPhone，採用的還是當時最為常見的 GSM 制式，直到 2008 年才升級到 W-CDMA 制式。當時是由軟銀集團引進了 iPhone 3G，成為 iPhone 的日本獨家代理。

2010 年 10 月，NTT Docomo 推出 Xi 服務，代表第 4 代移動通信技術的誕生，在技術上被稱作 LTE（Long Term Evolution），這是一項提高頻率從而提升通信速度的新技術。在剛剛投入使用時，最大通信速度可達到112.5Mbps，而今已經能夠達到 1Gbps 以上的通信速度，實現 10 倍的增長。

2020 年，世界擁抱 5G。

SECTION 05：

2020 年開始投入使用的 5G，究竟是什麼？

終於等到 5G 的正式商用。

使用新的頻段帶來更高速的通信，更有無線電波控制高科技。

其中部分技術在 4G 時代就已嶄露頭角。

◆ IoT 時代來臨，5G 不可或缺

2020 年代，被冠上“智能”二字的將不僅是手機。汽車、空調、燈等，我們身邊的所有事物都將與網絡連接，這是一個嶄新的“物聯網時代”。為了實現所有的設備聯網，需要有最新、最強大的網絡來支持。這就是第 5 代移動通信技術，簡稱 5G（5th Generation），具有“高速度、大容量”“超低延遲”“多設備連接”的主要特點。

◆無線電波控制技術，實現高速穩定傳輸

在實現 5G 的技術上，主要有兩種方案。一種方案是為了實現高速、大容量的傳輸，征用更多的頻段。在 4G 已經投入使用的 3.6GHz 以下頻段的基礎上，5G 還增加了 3.6GHz、4.5GHz 以及 28GHz。而這些新增頻段的無線電波與 4G 相比，傳播距離較短，所以人們想到一邊通過 4G 頻段確保覆蓋面積，同時根據需要同步使用 5G 頻段的方法。

另一種方案，是在電波的傳播方法上做出改良的新技術，叫作Massive MIMO（大規模有源天線陣）。這項技術實現發出和接收信號雙方，通過多個天線的同一頻率的電波，同時在多個通道進行信號傳輸。這樣，即使不增加頻段，也可以獲得高速和高質量的通信。特別是發出信號的一方，天線的數量將大幅增長。

此外，通過將電波向特定方向進行輸送的波束成形技術，提高電波的強度，實現了電波的高速遠距離傳播。而用戶的位置不斷變化時，也可以通過波束追蹤的技術，跟蹤用戶的終端，調整電波方向。

Massive MIMO 的技術在 4G 時代也已經有所展現。通過這樣多個技術方法的組合，得以建立起 5G。