什么才是真正的5G技术？用户体验速率达1Gbps，时延低至1ms

第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟(ITU)定义了5G的三大类应用场景，即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。

增强移动宽带(eMBB)主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验;超高可靠低时延通信(uRLLC)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求;海量机器类通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。为满足5G多样化的应用场景需求，5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标，其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征，用户体验速率达1Gbps，时延低至1ms，用户连接能力达100万连接/平方公里。

一项新技术概念出现后，在业界会出现一个研究讨论的高潮，这是第一个驼峰。相关的学术论文会为热点，成堆的博士硕士依托这项新技术完成了毕业论文，虽然很热闹，但这仅仅局限在学术研讨层面上，而在具体的技术实现方面还存在着很多问题，或者因成本原因而根本无法量产。研究讨论高潮逐渐降温，这是第一个驼峰的下落期，接下来是低调务实的技术攻关，这个平台期可能几年也可能一二十年，当技术问题都解决后，就会迎来商家量产和投入市场的热潮，这就是第二个驼峰。按照国际电信联盟关于2020年的规划，5年后就要全面进入5G了，而到现在核心技术体系还没有确立。

回顾3G技术发展史，国际电信联盟于1998年6月30日接收了3G技术提案，并迎来了第一个驼峰期，直到2009年1月7日,工业和信息化部正式发放了三张3G牌照，这才进入到第二个驼峰，平台期持续了11年，特别是三张牌照之一的TD-SCDMA，直到2013年才真正成熟，平台期长达15年，可刚成熟4G时代就来临了。按照“双驼峰规律”，5年后将在全球推广使用的技术，应在2010年左右就迎来第一个驼峰，而不会在2020前的两三年横空出世，然后迅速被国际电信联盟确定为全球的5G标准，这违反了一般的技术发展规律，不太可能成真。

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分拥挤，而在高频段(如毫米波、厘米波频段)可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。

高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

监测中心目前正在积极开展高频段需求研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。

OFDM可以有效地对抗信道的多径衰落，具有成熟的多天线技术，支持灵活的频率选择性调度，这些特性使它能够高效地支撑4G的移动宽带业务。

OFDM本身也具有一些缺点，在一些特定的应用场景下，它的性能会受到限制。OFDM较高的带外泄露不利于碎片化频谱的场景，需要较大的保护带开销。OFDM对时频同步的要求造成了较大的同步信令开销，不利于大连接的物联网业务。

统一的TTI长度、CP长度、子载波间隔等参数配置不能与用户的信道环境和业务类型相匹配，在业务和信道环境差异较大的情况下，很难同时满足不同用户的需求。

一、新型多载波技术

由于未来5G应用场景和业务类型的巨大差异，单一的波形很难满足所有的需求，多种波形技术将共存，在不同的场景下发挥着各自的作用。

新型多载波应当从场景和业务的根本需求出发，以最适合的波形和参数，为特定业务达到最佳性能发挥基础性的作用。为了更好地支撑5G的各种应用场景，新型多载波的研究需要关注多种需求。

新型多载波需要能更好地支持新业务。和4G主要关注移动宽带业务不同，5G的业务类型将更加丰富，尤其是大量物联网业务将涌现，例如低成本大连接的机器通信业务，低时延高可靠的V2V业务等，这些业务对基础波形提出了新的要求。

新的多载波技术除了兼顾传统的移动宽带业务之外，也需要对这些物联网业务具有良好的支持能力。灵活性是对新型多载波的另外一个需求，在5G网络中，以人为中心的移动宽带业务和以机器为中心的物联网业务同时存在，它们之间的巨大差异性对基础波形的灵活性提出了较高要求。

随着时代的不断更新以及科技的不断进步，通讯时代已经发展到全面4G时代，而现如今，热潮来袭的5G时代将要成为全民时代，第五代移动通讯，已成为全球研发的热点。

简单说，5G就是第五代通信技术，主要特点是波长为毫米级，超宽带，超高速度，超低延时。1G实现了模拟语音通信，大哥大没有屏幕只能打电话;2G实现了语音通信数字化，功能机有了小屏幕可以发短信了;3G实现了语音以外图片等的多媒体通信，屏幕变大可以看图片了;4G实现了局域高速上网，大屏智能机可以看短视频了，但在城市信号好，老家信号差。

1G~4G都是着眼于人与人之间更方便快捷的通信，而5G将实现随时、随地、万物互联，让人类敢于期待与地球上的万物通过直播的方式无时差同步参与其中。第五代移动通信技术(英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术)是最新一代蜂窝移动通信技术，也是即4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

5G通过电磁波的方式通讯。电磁波有一个特点，频率越高，波长越短，速率越快，传输能力越差。这里面传输速率和传播能力成相互制约的关系。如果纯粹追求速率的提升，那么理论上把电磁波的频率提高就可以了。但是会出现这么一种情况：之前4G网络覆盖只需要一个发射塔，但是换成5G信号之后，就可能需要4个或者以上的基站。

基站成本一直是制约5G发展最大的绊脚石，但同时也是移动设备运营的机会。设备多并不可怕，只要有人埋单，羊毛出在羊身上。更何况还可以用微型基地台来取代过往的大基地台，降低成本。也就是说，华为和高通这一场战争，确实意义非凡。谁赢下这场战争就意味着赢得海量的5G配套订单。

5G的技术创新，主要来源于无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域，大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术，已成为业界关注的焦点;在网络技术领域、基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的新型网络架构已经取得广泛共识。大规模天线阵列在现有多天线基础上通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流，将数倍提升多用户系统的频谱效率，对满足5G系统容量与速率需求起到重要的支撑作用。