4G的到来仿佛还在昨日，5G却已近在咫尺。世界各国已经在不断放出5G的测试信号。工信部给中国三大运营商分配5G中低频段实验频率，手机族们纷纷感叹：这是5G时代要来了吗？

听起来很酷的5G到底是什么？

我们的世界会改变多少？

从1G到5G，我们经历了哪些变化呢？  

5G，到底是什么？

5G是第五代移动通信技术的缩写，5G不是横空出世个令人惊异的新技术，5G技术是现有技术的新组合，是4G技术的再演进。简单的说5G比4G的速度更快，功耗更低，从而将带来一系列新的无线产品。

5G的技术指标：

标志性能力指标为“Gbps用户体验速率”

5G的优势属性：

移动通信领域的发展—从1G到5G

第一代：模拟技术；

第二代：实现了数字化语音通信；

第三代：人们熟知的3G技术，以多媒体通信为特征；

第四代：正在铺开的4G技术，其通信速率大大提高，标志着进入无线宽带时代。

第五代：5G实现无人驾驶、远程医疗...

5G，带飞我们的未来

对于基础消费者而言，5G的价值在于它拥有比4G LTE更快的速度(峰值速率可达几十Gbps)，例如你可以在一秒钟内下载一部高清电影，而4G LTE可能要10分钟。这一优势也使得业界认为5G将在无人驾驶汽车、VR以及物联网等领域发挥重要作用。

作为全球通信标准5G的意义当然不局限于网速更快，移动宽带体验更优，它的使命在于连接新行业，催生新服务，比如推进工业自动化、大规模物联网、智能家居、自动驾驶等。这些行业和服务都对网络提出了更高的要求，要求网络更可靠、低时延、广覆盖、更安全。各行各业迥异的需求迫切呼唤一种灵活、高效、可扩展的全新网络。由此5G应运而生。

5G，应用领域

根据3GPP的规划， 5G的大规模测试和部署，最早将于2019年开始。最快2020年左右我们就可以享受到5G带来的全新体验。5G是全方位的提升，5G具备高性能、低延迟与高容量特性，而这些优点主要体现在毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工以及波束成形这五大技术上。

• 大规模MIMO（Massive MIMO）

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是目前无线通信领域的一个重要创新研究项目，通过智能使用多根天线（设备端或基站端），发射或接受更多的信号空间流，能显著提高信道容量；而通过智能波束成型，将射频的能量集中在一个方向上，可以提高信号的覆盖范围。这两项优势足以使其成为5G NR的核心技术之一。但更多的天线也意为着占用更多的空间，要在空间有限的设备中容纳进更多天线显然不现实，所以，只能在基站端叠加更多MIMO。从目前的理论来看，5G NR可以在基站端使用最多256根天线，而通过天线的二维排布，可以实现3D波束成型，从而提高信道容量和覆盖。5G基站将拥有比现在蜂窝网络基站多得多的天线，也就是Massive MIMO技术。

毋庸置疑，Massive MIMO是5G能否实现商用的关键技术，但是多天线也势必会带来更多的干扰，而波束成形就是解决这一问题的关键。

• 波束成形

Massive MIMO的主要挑战是减少干扰，但正是因为Massive MIMO技术每个天线阵列集成了更多的天线，如果能有效地控制这些天线，让它发出的每个电磁波的空间互相抵消或者增强，就可以形成一个很窄的波束，而不是全向发射，有限的能量都集中在特定方向上进行传输，不仅传输距离更远了，而且还避免了信号的干扰，这种将无线信号(电磁波)按特定方向传播的技术叫做波束成形(beamforming)。

这一技术还可以提升频谱利用率，通过这一技术人么可以同时从多个天线发送更多信息，甚至可以通过信号处理算法来计算出信号的传输的最佳路径，并且最终移动终端的位置。因此，波束成形可以解决毫米波信号被障碍物阻挡 以及远距离衰减的问题。

• 毫米波（mmWave）

随着连接到无线网络设备的数量的增加，频谱资源稀缺的问题日渐突出。至少就现在而言还只能在极其狭窄的频谱上共享有限的带宽，这极大的影响了用户的体验。频率越高，能传输的信息量也越大，也就是体验到的网速更快。正是因为这一优势，开发者把目光聚焦在了频率极高的毫米波上（目前毫米波主要应用于射电天文学、遥感等领域）。

全新 5G 技术正首次将频率大于 24 GHz 以上频段（通常称为毫米波）应用于移动宽带通信。大量可用的高频段频谱可提供极致数据传输速度和容量，这将重塑移动体验。

那么5G提供的几十个Gbps峰值速度如何实现呢?。5G使用毫米波(26.5-300GHz)就是通过第二种方法 来提升速率，以28GHz频段为例，其可用频谱带宽达到了1GHz，而60GHz频段每个信道的可用信号带宽则为2GHz。在移动通信的历史上，这是首次开启新的频带资源。在此之前，毫米波只在卫星和雷达系统上被应用，但现在已经有运营商开始使用毫米波在基站之间做测试。

当然，毫米波最大的缺点就是穿透力差、衰减大，因此要让毫米波频段下的5G通信在高楼林立的环境下传输并不容易，而小基站将解决这一问题。

• 小基站

毫米波的穿透力差并且在空气中的衰减很大，但因为毫米波的频率很高，波长很短，这就意味着其天线尺寸可以做得很小，这是部署小基站的基础。未来5G移动通信将不再依赖大型基站的布建架构，大量的小型基站将成为新的趋势，它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信。

因为体积的大幅缩小，可以在250米左右部署一个小基站，这样运营商可以在每个城市中部署数千个小基站以形成密集网络，每个基站可以从其它基站接收信号并向任何位置的用户发送数据。功耗问题上，小基站不仅在规模上要远远小于大基站，功耗上也大大缩小了。

• 全双工技术

全双工技术是指设备的发射机和接收机占用相同的频率资源同时进行工作，使得通信两端在上、下行可以在相同时间使用相同的频率，突破了现有的频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式，这是通信节点实现双向通信的关键之一，也是5G所需的高吞吐量和低延迟的关键技术。

5G，全球进展

2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR首发版本正式冻结并发布。2018年2月23日，沃达丰和华为完成首次5G通话测试。2018年8月3日，美国联邦通讯委员会（FCC）周四发布高频段频谱的竞拍规定，这些频谱将用于开发下一代5G无线网络。2018年12月1日，韩国三大运营商SK、KT与LG U+同步在韩国部分地区推出5G服务，这也是新一代移动通信服务在全球首次实现商用。12月7日，工信部同意联通集团自通知日至2020年6月30日使用3500MHz-3600MHz频率。12月10日工信部正式对外公布，已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。

5G，我们拭目以待，无人化全息电子时代正在悄悄来临。