中國科普博覽出品 北京燕清聯(lián)合文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心創(chuàng)作

　　近兩年來，作為新一代寬帶無線移動(dòng)通信發(fā)展的主要方向，5G受到世界各主要國家的高度重視，一些國家紛紛加快戰(zhàn)略部署，力爭搶占產(chǎn)業(yè)和技術(shù)“制高點(diǎn)”。

　　全球5G研究不斷加速，5G概念日漸清晰，設(shè)立全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)已成為共識(shí)。有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已初步明確2016年正式啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)研制，一些國家已經(jīng)提出了5G商用時(shí)間表，眾多手機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已針對部分5G關(guān)鍵技術(shù)研制出概念樣機(jī)。

　　5G中的關(guān)鍵技術(shù)

　　如果要從技術(shù)細(xì)節(jié)描述出什么是5G，我們可能需要等到2020年，因?yàn)槟壳斑€沒有任何電信公司或標(biāo)準(zhǔn)訂定組織的公開文件中有提到5G。只有5G的國際標(biāo)準(zhǔn)通過，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是目前對5G最細(xì)節(jié)與科學(xué)的描述。下面簡單介紹5G的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

　　1、大規(guī)模MIMO技術(shù)

　　MIMO技術(shù)是無線通信天線技術(shù)的一種，是Multiple-Input Multiple-Output的簡稱，即多路輸入多路輸出技術(shù)的意思。這項(xiàng)技術(shù)簡單來說，就是將基站的單天線換為由多天線構(gòu)成的天線陣列，然后與具有多天線的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。

　　其通信原理是，把一份資料分割成多份，通過多重天線同步傳送，由于傳輸信號在傳送過程中可能會(huì)發(fā)生干擾，傳輸信號選擇不同的反射或者穿透路徑來避免。

　　路徑的不同可能造成到達(dá)接收端的時(shí)間不一致。為了防止資料因?yàn)闀r(shí)間延誤無法重新組合，接收端也會(huì)具備多重天線接收信號。

　　最終，利用一種算法將分開的資料重新整合，這樣便可以正確且快速的傳輸資料流，從而大幅度地提升頻譜利用率。

　　2、多載波技術(shù)

　　載波，是指載有數(shù)據(jù)的特定頻率的無線電波。多載波即是采用多個(gè)載波信號(將信道分成若干正交子信道)，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，然后調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。

　　采用多載波技術(shù)主要是為了配合大規(guī)模MIMO技術(shù)，其具有頻譜效率高、靈活性強(qiáng)以及復(fù)雜度低等特點(diǎn)。

　　5G將帶來的革命性變化之一：為物聯(lián)網(wǎng)而生

　　3G，第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3rd-generation，3G)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。

　　4G，是第四代移動(dòng)通信及其技術(shù)的簡稱。相比3G，4G帶寬更高，能夠傳輸更高質(zhì)量的視頻及圖像。4G能以100Mbps的速度下載，比撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20-50MMbps，并能滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。

　　5G技術(shù)是為物聯(lián)網(wǎng)而生，擁有更大的容量和更快的數(shù)據(jù)處理速度，通過手機(jī)、可穿戴設(shè)備和其它聯(lián)網(wǎng)硬件推出更多的新服務(wù)將成為可能。

　　5G技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了超大帶寬，它的容量預(yù)計(jì)是4G的1000倍；4G網(wǎng)絡(luò)是專為手機(jī)打造，沒有為物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，與4G相比， 5G網(wǎng)絡(luò)可以支持10倍以上的設(shè)備；使用4G網(wǎng)絡(luò)，你不能在手機(jī)上真正實(shí)時(shí)在線玩游戲，但使用5G網(wǎng)絡(luò)卻可以做到。

　　5G將帶來的革命性變化之二： 移動(dòng)性和連續(xù)性

　　根據(jù)IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布的5G概念白皮書來看，5G的名字可不是隨便叫叫的。

　　首先要達(dá)到連續(xù)廣域的覆蓋，保證用戶的移動(dòng)性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。提供無縫的高速業(yè)務(wù)體驗(yàn)，保證隨時(shí)隨地為用戶提供100Mbps以上的體驗(yàn)速率(例如在小區(qū)邊緣，或者高速移動(dòng)的過程中)。

　　面向局部熱點(diǎn)區(qū)域?yàn)橛脩籼峁O高的數(shù)據(jù)傳輸速率，滿足網(wǎng)絡(luò)極高的流量密度需求。簡單的用數(shù)據(jù)表示就是：提供每平方公里百萬的連接密度，比如500km/h的移動(dòng)性。

　　按照這樣的速率，在演唱會(huì)、高鐵、地鐵之類的場景里，不用再去擔(dān)心網(wǎng)絡(luò)連接慢或者無法上網(wǎng)的問題了。

　　5G將帶來的革命性變化之三： 電信業(yè)的巨變

　　5G對于行業(yè)與整個(gè)社會(huì)的影響無疑是會(huì)深遠(yuǎn)的，電信業(yè)會(huì)因?yàn)?G發(fā)生較大的變化，甚至是巨變。

　　5G時(shí)代，電信網(wǎng)絡(luò)會(huì)形成三層，傳輸層、管理層、業(yè)務(wù)層。

　　在最早的電信體系中，這三層是融合在一起。一通電話就包括傳輸、管理和業(yè)務(wù)，這三者融合在一起。

　　到了3G時(shí)代，傳輸層和業(yè)務(wù)層開始分離，電信運(yùn)營商主要提供流量，成為管道，業(yè)務(wù)由大量互聯(lián)網(wǎng)公司在參與。

　　到了5G時(shí)代，除了傳輸?shù)墓艿缹雍蜆I(yè)務(wù)層，管理層將會(huì)變得更加重要，而整合體系都會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。

　　在傳統(tǒng)的電信中，管理的無非是用戶，或是某個(gè)終端，基本就是鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)。5G不僅是用戶的管理、終端的管理，同一用戶會(huì)使用大量的終端，對于不同的終端會(huì)采用不同的計(jì)費(fèi)模式，管理會(huì)變得復(fù)雜，計(jì)費(fèi)也會(huì)更加復(fù)雜。

　　管理層和計(jì)費(fèi)層的能力又是和業(yè)務(wù)層緊密相聯(lián)。這個(gè)過程中，電信運(yùn)營商是還以傳輸為核心，或是在傳輸?shù)幕A(chǔ)上，通過管理來影響業(yè)務(wù)層，形成和業(yè)務(wù)層更緊密的聯(lián)系與合作。

　　這在很大程度上會(huì)促使電信運(yùn)營商的分化。守住傳輸，競爭能力較弱，因此除了做到傳輸，還要在管理層上找到自己位置和突破。

　　5G是高速度、低時(shí)延、低功耗、萬物互聯(lián)創(chuàng)造的一個(gè)新體系，絕不只是速度的提升。在技術(shù)的推動(dòng)下，網(wǎng)絡(luò)、管理、業(yè)務(wù)都會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化，產(chǎn)業(yè)也將會(huì)隨之根本改變。這場變革的力量有可能超過今天的互聯(lián)網(wǎng)。