5G映射到的领域（下）
5.1 远程手术和诊断
如图 2.1（h）所示，对病人的诊断和手术有可能在远程实现。有些情况下，也许 1 秒 的时间就可以决定生命的生与死。在这种情况下，移动通信技术只有达到最高级别的可靠 连接，才能够获得信赖。例如，当医生给远程的病人做手术时，系统需要即时响应才能挽 救病人的生命。并且，远程医疗可以给位于边远地区的病人提供及时、低成本的健康服务 2。这一重要的应用需要很低的端到端时延和超可靠的通信，因为医生需要即时了解病 人的情况（例如查看高清图片、访问病人病例等） ，同时在手术过程中需要得到准确的触 感和触觉互动（又称为触觉反馈） 2。尽管大多情况下病人是处在静止的状态，但是在某 些情况下（例如救护车上） ，有些远程医疗服务的严格要求在高移动条件下需要降低 [2]。
5.2 购物中心
在大型购物中心，如图 2.1（i）所示，大量的消费者寻求不同的个性化服务。移动 宽带接入可以使消费者能够获得传统的通信服务以外其他的应用服务，如室内导购和产 品信息。监视和其他安全系统也可以通过网络基础设施加以协同，如火警和安全保卫。 这些服务包括传统的无线网络和协同无线传感器 [1]。购物中心场景的挑战是在用户需要 连接时确保网络可用性，以及对敏感信息（例如财务信息）的保护。这里的安全链路通 常不需要高速率和低时延，但是需要高可用性和可靠性，并且能够有效抵御可能的非法侵。网络层面为了实现这些功能，同样需要高可用性和可靠性，特别是与安全相关的应用。此外，实际用户速率仍然是良好用户体验的关键 [1]。
5.3 智慧城市
从城市居民的角度来看，生活的很多方面将变得更为智能，如智能家庭、智能办公、 智能建筑、智能交通。所有这些将智能城市变为现实 1，如图 2.1（j）所示。今天的连接主要是人与人的连接，但未来的连接会显著延展到人与周围环境的连接。这些连接在 人们移动过程中会动态变化，例如在家、办公楼、购物中心、火车站、汽车站以及其他 地方。智能连接可以提供个性化的服务，也可以实现基于位置和内容的服务。在智能服 务中，连接在诸多因素中起到更为重要的作用。为了容纳前所未有的广泛服务，无线通 信系统的要求也趋多样化。例如“智慧办公”的云计算服务需要高速率、低时延；大量 的小终端、可穿戴设备和传动装置通常需要很小的数据量和适中的时延需求。发送的信 息可以是产品信息、购物中心的电子支付信息、智能家庭 / 智能建筑的温度光照控制信 息等。除了差异巨大的要求之外，同时支持海量活跃连接，以及在人口密集城区提供高 数据速率也同样具有挑战。而且，这些要求会随着相应的室内、室外人群密集变化而动 态变化。例如，在车站当火车或者公共汽车到达或者出发时，在十字路口随着红绿灯的 变化时，在会议室有没有会议正在进行时，这些要求有很大不同 [1]。
5.4 体育场
体育场总会聚集大量对体育赛事和音乐会感兴趣的人群，如图 2.1（k）所示。这些 观众希望能够在人群密集区域完成沟通和视频内容分享。在活动期间这些通信会产生大量的流量，而其峰值流量关联性极强，如发生在活动的间歇或者结束时。在其他时间流 量则相对较低 1。
用户体验和观众的期望值紧密相关。在网络层面，由于人们在同一时间接入网络， 单位面积的数据流量是主要挑战。
5.5 智能网络的远程保护
智能网络（这里泛指相关市政电力、自来水和天然气的生产、传输和使用的网络） 必须能够快速地响应供给或者使用的变化，避免可能的大规模系统故障并对社会产生重 大影响。例如，停电事故可能是由能源传输系统故障引起，而这些故障可能是由于不可 预测的事件造成的，例如暴风雨中被吹倒的树木造成的传输系统故障。这种情况下要避 免停电，则需要具备必要的反应能力，并采取相应的措施。监视和控制系统，以及无线 通信解决方案对远程保护发挥着重要的作用，如图 2.1（l）所示。及时、高可靠的重要 信息交换是保证迅速作出响应的关键因素 1。
因此，远程保护应用需要低时延和高可靠性。在智能电网中，当检测到故障后，报 警信息必须得到低时延、高可靠地发送和转发，并采取必要的行动来阻止供电系统故障 扩散，从而造成重大损失。尽管多数情况下数据量很小，而且几乎没有移动性要求，但 是必须满足严格的时延和可靠性要求。未来的无线通信系统将能够满足这些严格要求，在（全国范围，包括郊区的）广大区域内以可以接受的成本提供服务。这些基础设施非常重要，通常必须满足高安全性和高集成标准 1。
5.6 交通拥堵
当人们身陷交通拥堵的时候，如图2.1（m）所示，很多乘客都希望观看移动视频内容。 突然上升的流量需求给网络带来挑战，特别是，当道路区域网络覆盖不佳的时候，优化过 程中也往往无法考虑这样的场景。这时从用户的角度来看，高速率和高可用性尤为重要 [1]。
5.7 虚拟和增强现实
虚拟现实技术使身处异地的用户之间进行犹如面对面的互动，如图 2.1（n）所示。 在虚拟现实的影像里，处在不同位置的人们可以见面，或者在很多的应用和活动中互动， 如会议、会见、游戏和音乐演奏。这些活动之前都要人们在同一个地点才能进行。这个 技术也可以使处在不同地点的具有特定能力的人，一起完成复杂的任务 1。虚拟现实技术是重现现实，而增强现实是通过增加用户周围环境的信息来丰富现实。增强现实可以使人们根据个人喜好获得个性化的附加信息 15。
虚拟现实和增强现实需要很高的传输速率和低时延。为了获得虚拟现实的感觉，同时 每个人又都会影响虚拟现实的影像，因此所有用户之间都需要不断交换数据。为了获得进 一步的高级用户体验，大量的信息数据需要在传感器/用户的终端和云平台之间双向传输。 周围环境的大量信息需要提供给云计算平台，从而选择适合的内容信息，这些需要即时提供给用户。另外我们知道当“真实”现实和增强现实之间的时延超过若干毫秒时，人们就会产生“晕屏”的感觉。为了保证高清的质量，多向、高速、低时延的数据流是必不可少的。
5.8 其他用例
上述 14 个 5G 用例囊获了 5G 主要的可预期服务，但这个用例清单难以详尽无遗。作为补充，这里列举另外两个例子。当车辆被连接起来之后，智能物流可以帮助汽车和 卡车降低油耗，减少拥塞。这样的智能物流可以和智能城市的智能交通控制结合，从而 进一步放大可以获得的好处。另一个新兴趋势是使用无人驾驶飞行器（UAV）向边远 地区交付包裹 1。利用远程控制技术，工业应用和机器设备可以实现远程操作和管理。 这样可以实现单（或者多）地远程操作，从而提升生产力，并降低成本。这里说的工业 应用需要严格的安全性和隐私保护 [2]。
第六节：5G的要求和主要性能指标
