對話中國工程院院士鄔賀銓：5G激發基礎科學探索

編者按：2018年11月9日，騰訊公司董事會主席兼首席執行官、騰訊基金會發起人馬化騰，攜手楊振寧、施一公、饒毅、鄔賀銓等14位科學家，共同發起設立“科學探索獎”，鼓勵青年科學家勇於探索，激勵未來。騰訊科技對14位發起科學家進行專訪，讓我們聽聽科學家們對前沿科技的見解，以及對青年科學家的期待。

本系列專訪由騰訊科技和“科學探索獎”項目組聯合發布。

文/騰訊科技 孫實

如果說當前哪項技術最火，恐怕非5G莫屬了，即使是像AI、區塊鏈這樣帶動無數創業機會的熱詞，面對5G也要遜色一籌。

與此同時，隨著三大運營商5G部署工作有序完成，各大手機廠商已經紛紛摩拳擦掌，展示最新的5G手機，5G離我們已經越來越近。

在5G時代即將到來之際，騰訊科技獨家對話中國工程院院士鄔賀銓，就5G話題展開了深入交談，鄔賀銓也回應了有關5G的一切熱點問題。

5G絕對不僅僅是更快的速度

在大多數用戶眼中，5G代表著速度，媒體也往往願意用《5G速度秒殺4G，下載4K電影僅需要XX秒》這樣的標題來吸引讀者的注意力。但在鄔賀銓看來，5G絕對不僅僅隻意味著更快的速度。

鄔賀銓認為，寬頻移動通信重要的表征之一是數據率，對用戶而言是上網的平均速度和峰值速率，對網絡而言還要考慮一個蜂窩的最大流量密度，可以說速度只是衡量數據率的一種方式。“最初的通信是文本，然後發展到語音，現在還有視頻，這就是帶寬的具體表現。”

但鄔賀銓指出，對於5G而言，與前幾代通信最顯著的區別還有以下三種特徵：

大連接：即能不能同時支持更多的用戶接進來，否則的話就適應不了未來物聯網的發展需要；

高可靠性：具體表現在工業上的應用，比如說電網、高鐵上用可靠性要更高；

低時延：具體表現在車聯網的應用，要求時延更短、響應更快。

鄔賀銓總結道：“速度僅僅是數據率的一個方面，而數據率本身也不是5G的唯一指標。所以5G跟4G比，不僅僅是更快，它預示著支持的業務類型更多，應用範圍更廣。”

建設5G不是鋪張浪費 多種業務形態需要5G配合

公開數據顯示，到2018年底三大運營商4G基地台總數超過了372萬個，其中中國移動約佔一半，中國聯通、中國電信各約佔1/4。如此大的4G建設規模，隨著5G時代的到來，也有人發起了質疑：這些基地台是否會變成一堆廢鐵？

對此，鄔賀銓給出了很肯定的回復：不會。從專業角度看，基地台有一些基本的組成部分，比如天線、站內的電源設備等，當4G基地台升級成5G的時候，這些設備是不需要更換的，是可以繼續使用的。尤其是現在有了鐵塔公司，這些資源都可以整合起來綜合利用。

此外，移動通信的部署還有一塊是室內分布系統，這部分系統也不存在拆掉的情況，升級到5G的時候，只需要在上面增加一些5G的接入點而已。

5G從開始商用到達到目前4G的覆蓋水準還需要很多年，在5G還沒有覆蓋到的地方，用戶至少還應該獲得4G原有的通信能力，所以5G商用後不等於4G網絡就沒用了，兩個網會並存較長時間。

2018年年中，工信部發布的數據顯示，三大運營商的4G總戶數突破了10億大關。儘管聽起來規模很龐大，但由於存在“一人注冊多個號碼”的情況，4G所覆蓋的人群遠遠沒有達到10億。面對這種情況，另外一種聲音也傳了出來：4G人口還未實現大規模覆蓋，就要實施5G商業化，是否顯得操之過急？

對於這種質疑，鄔賀銓認為，儘管4G網絡還在逐步完善，但從當前的業務需求來看，4G網絡條件下已經有點困難了，比如4K電視、8K電視等，要求的帶寬更寬，而原有的容量、頻率不夠了，這個時候就必須得有5G了。正如在4G開始商用時，我們不會想象到微信會發展到全媒體，而短視頻等也是在4G提速降費後興起的。只要網絡能力有了，各種新業態會產生出來。

鄔賀銓特意提到了一個應用場景：大連接。據鄔賀銓介紹，現在5G目標是一平方公里支持100萬個傳感器上網，比如長安街上的雙八車道，如果並排擠滿了車，每個車上有幾十個傳感器。那一平方公里可能就有非常多的傳感器了。這個時候4G是做不到的，只有靠5G才能保證這一百萬個傳感器同時連上網。

此外，工信部的數據顯示，截止到2018年年底，中國的移動用戶一個月下載的流量超過6GB，2018年平均用戶月流量是2017年的2.6倍，照此發展下去現有的4G網絡是支持不了的。所以從業務的需要來看，到了4G升級換代的時候了。鄔賀銓強調，每一代的移動網絡差不多要工作十年，儘管4G商業化現在僅五年左右，但上馬5G，不可能是再過五年才考慮的事情。“5G出現沒有說要把4G拆掉，它還會並存一段時間。”

實力辟謠！5G基地台究竟有沒有異塵餘生？

3月中旬，據外媒報導，芬蘭當地爆發了一場大規模抗議，有超過2300人在請願書上簽名，要求芬蘭政府完全禁止5G技術，其中一個關鍵理由是5G基地台的位置比4G基地台更密集，增加了公民暴露在潛在危險異塵餘生中的危險。

自從3G建設以來，有關基地台異塵餘生的問題就不絕於耳，很多居民小區也都向運營商發起了抗議，要求不能部署基地台。到了5G時代，有用戶稱“5G是微波毫米波，基地台帶來的異塵餘生會比4G更大”。對於這種擔心，身為院士的鄔賀銓表示，移動通信的異塵餘生與人體健康的關係，目前缺乏足夠的數據來判斷究竟有多大的影響。

但鄔賀銓也強調，中國的移動通信基地台的異塵餘生標準是遠遠嚴格於美國和歐洲的，是比他們更嚴格。“打一個比方，就算你離基地台幾米之外，它比微波爐的異塵餘生還要低，而且不會有人長期工作生活在基地台幾米的範圍內。”5G的基地台密度是4G的好幾倍，但5G的蜂窩半徑小，其基地台的發射功率比4G低。

5G激發基礎科學探索

如果從普通用戶的角度來看，5G帶來的更多是應用方面的改變，但對於基礎科學的進步是否有幫助？鄔賀銓給出了肯定的回答：“當然有，現在我們就在探索更高的頻段，這裡面就有很多基礎研究問題，比如有些頻段對下雨太敏感，有些頻段對樹葉遮擋敏感，如何研究電磁波的傳播，這就是5G帶來的課題。”5G手機芯片需要5nm的工藝，未來的發展可能需要後摩爾時代的技術來支撐。

2018年11月9日，騰訊基金會於騰訊公司成立20周年之際宣布，騰訊公司董事會主席兼首席執行官，騰訊基金會發起人馬化騰，與北京大學教授饒毅，攜手楊振寧、鄔賀銓等科學家，共同發起設立“科學探索獎”，騰訊基金會投入10億元人民幣的啟動資金資助該獎項。

作為這個獎項的共同發起人之一，鄔賀銓也談到了他的初衷，就是希望能幫助到一些從事基礎研究的專家，讓他們不再受到現實待遇等干擾，能夠更好地激發更多年輕人投入到基礎性研究工作裡面。

在對話的最後，鄔賀銓也給出了自己的寄語：“通信行業的研究已經變成群體行為，不是一個人可以去做的，需要有團隊精神，不是靠個人的小聰明就能夠解決問題。與此同時，年輕人也要不斷地學習新的技術和新的知識，否則就會落伍。”