簡單來看，5G的速度將會更快，而功耗將低於4G，從而帶來一系列新的無線產品。中移動副Quattroporte李正茂曾經發言要求5G時代的電信裝置大幅度降價：“4G到5G時代，單位位元的傳輸成本降低了1000倍，那麼我們也希望電信裝置價格也降低1000倍，成本是決定運營商在資料時代能否盈利的關鍵。”

1、5G其實並不是全新科技

關於5G的兩種不同觀點

有一種觀點認為，5G將會是全新技術。這個觀點的代表者為華為無線網路產品線CMO楊超斌，在他看來，4G再怎麼演變也不會變成5G，5G將會是一個全新技術。

5G不只是一次技術的更新，更是非常大的跳躍性發展、是一個變革，這也意味著網路架構必須提升，5G對網路的需求將與4G截然不同；雖然現在使用的4G LTE技術仍會不斷演進，但4G再怎麼演變也不會成為5G，5G將會是全新技術。

但大多數技術專家更傾向於以下觀點：5G就是4G技術的必然演進——既要演進也要革命。

雖 然任何一代技術發展，都不可能是上一代技術的重複，如果新一代的技術和上一代技術是一樣，那還什麼新一代，所以3G技術不同於2G，4G不同於3G，它的 技術原理、解決問題的方式、部署的辦法，實現的能力都不同，但是沒有上一代技術的根基，或者說下一代沒有對上一代的技術傳承，實現革命性的升級也是空中樓閣。

5G不是橫空出世個令人驚異的新技術，5G技術是現有技術的新組合，是4G技術的再演進。

為什麼要強調“再”？因為4G LTE的後三個字母就是長期演進的意思，5G應是在4G基礎上的再演進。關於技術演進的觀點，科學松鼠會會員通訊專業教師奧卡姆剃刀有個通俗的雙駝峰理論，能很清晰解釋5G僅僅是一種技術演進的觀點。

相關的學術論文會產為熱點，成堆的博士碩士依託這項新技術完成了畢業論文，雖然很熱鬧，但這僅僅侷限在學術研討層面上，而在具體的技術實現方面還存在著很多問題，或者因成本原因而根本無法量產。

按照國際電信聯盟關於2020年的規劃，5年後就要全面進入5G了，而到現在核心技術體系還沒有確立。回顧3G技術發展史，國際電信聯盟於1998年6月30日接收了3G技術提案，並迎來了第一個駝峰期，直到2009年1月7日，工業和資訊化部正式發放了三張3G牌照，這才進入到第二個駝峰， 平臺期持續了11年，特別是三張牌照之一的TD-SCDMA，直到2013年才真正成熟，平臺期長達15年，可剛成熟4G時代就來臨了。按照“雙駝峰規 律”，5年後將在全球推廣使用的技術，應在2010年左右就迎來第一個駝峰，而不會在2020前的兩三年橫空出世，然後迅速被國際電信聯盟確定為全球的 5G標準，這違反了一般的技術發展規律，不太可能成真。

2、沒有3G、4G技術的發展就沒有5G

實質上，在5G研究上大部分研發機構選擇的道路也是如此，兩條腿走路。

5G研發中提出兩條腿走路：一方面繼續推動基於4G技術的演進，一方面研發5G新技術，兩者兼顧。

在 5G時代的千倍提速要求面前，透過4G技術的演進，只有透過大幅度的加大頻寬才有可能。加大頻寬是起點，由此而產生的毫米波、微基站、高階MIMO、波束 賦型等都是順理成章的技術趨勢。5G時代對大規模天線陣列、毫米波技術、新型網路架構、新型空口設計的關鍵技術核心也大都是基於4G網路技術延伸而來，大 都能成倍提升效能。以軟空口技術為例，這個技術結合Pre5G的硬體處理能力，讓運營商具有了從4G到5G的平滑升級能力，4G到Pre5G這個階段，終 端不用更換，而從Pre5G到5G，基站裝置也可以繼續使用。

明白了5G就是第五代移動通訊技術的基本定義就明白是從3G、4G升級而來，自然也是一種技術的積累和演進，也可以說沒有3G、4G技術的發展就沒有5G的產生。5G技術的演進一方面是技術積累的必然結果，當然也要求有革命性創新才能實現演進的目標，另一方面也是人類通訊需求快速提高的必然要求。反過來說，之前5G遲遲沒普及，一是技術達不到，二是還沒有應用的需求出現。現在有了需求，才有了5G。什麼需求？未來的網路將會面對：1000倍的資料容量增長，10到100倍的無線裝置連線，10到100倍的使用者速率需求，10倍長的電池續航時間需求等等。坦白地講，可能未來五六年4G網路或許將無法滿足這些需求，所以5G就必須提前登場。基於技術演進的判斷，回顧中國透過3G和4G時代的艱苦奮鬥，我們有理由相信中國的產業和技術的提升也為5G佈局打下堅實的基礎，中國從以往被動接受技術變為開始輸出技術，會有機會發展成為全球5G技術、標準、產業和應用服務的領先國家之一，從跟隨到引領，中國通訊業有機會在5G時代學習中國高鐵實現彎道超車。三大運營商、華為、大唐、中興等中國企業對5G研發的投入由來已久，並走在世界前列。

二、5G到底有哪些優勢？

對於數消費者而言，5G的價值在於它擁有比4g LTE更快的速度（峰值速率可達幾十Gbps），例如你可以在一秒鐘內下載一部高畫質電影，而4G LTE可能要10分鐘。也正是因為這一得天獨厚的優勢，業界普遍認為5G將在無人駕駛汽車、VR以及物聯網等領域發揮重要作用。

和4G相比，5G的提升是全方位的，按照3GPP的定義，5G具備高效能、低延遲與高容量特性，而這些優點主要體現在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術上。

1.毫米波

眾所周知，隨著連線到無線網路裝置的數量的增加，頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就現在而言，我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的頻寬，這極大的影響了使用者的體驗。

那麼5G提供的幾十個Gbps峰值速度如何實現呢？

眾所周知，無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜頻寬。5G使用毫米波（26.5-300GHz）就是透過第二種方法 來提升速率，以28GHz頻段為例，其可用頻譜頻寬達到了1GHz，而60GHz頻段每個通道的可用訊號頻寬則為2GHz。

在行動通訊的歷史上，這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前，毫米波只在衛星和雷達系統上被應用，但現在已經有運營商開始使用毫米波在基站之間做測試。

當然，毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大，因此要讓毫米波頻段下的5G通訊在高樓林立的環境下傳輸並不容易，而小基站將解決這一問題。

2.小基站

上文提到毫米波的穿透力差並且在空氣中的衰減很大，但因為毫米波的頻率很高，波長很短，這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎。

可以預見的是，未來5G行動通訊將不再依賴大型基站的布建架構，大量的小型基站將成為新的趨勢，它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通訊。

因為體積的大幅縮小，我們設定可以在250米左右部署一個小基站，這樣排列下來，運營商可以在每個城市中部署數千個小基站以形成密集網路，每個基站可以 從其它基站接收訊號並向任何位置的使用者傳送資料。當然，你大可不必擔心功耗問題，小基站不僅在規模上要遠遠小於大基站，功耗上也大大縮小了。

除了透過毫米波廣播之外，5G基站還將擁有比現在蜂窩網路基站多得多的天線，也就是Massive MIMO技術。

3.Massive MIMO

現有的4G基站只有十幾根天線，但5G基站可以支援上百根天線，這些天線可以透過Massive MIMO技術形成大規模天線陣列，這就意味著基站可以同時從更多使用者傳送和接收訊號，從而將行動網路的容量提升數十倍倍或更大。

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）的意思是多輸入多輸出，實際上這種技術已經在一些4G基站上得到了應用。但到目前為止，Massive MIMO僅在實驗室和幾個現場試驗中進行了測試。

隆德大學教授Ove Edfors曾指出，“Massive MIMO開啟了無線通訊的新方向——當傳統系統使用時域或頻域為不同使用者之間實現資源共享時，Massive MIMO則匯入了空間域（spatial domain）的途徑，其方式是在基地臺採用大量的天線以及為其進行同步處理，如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。”

毋庸置疑，Massive MIMO是5G能否實現商用的關鍵技術，但是多天線也勢必會帶來更多的干擾，而波束成形就是解決這一問題的關鍵。

4.波束成形

Massive MIMO的主要挑戰是減少干擾，但正是因為Massive MIMO技術每個天線陣列集成了更多的天線，如果能有效地控制這些天線，讓它發出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強，就可以形成一個很窄的波束，而不是全向發射，有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸，不僅傳輸距離更遠了，而且還避免了訊號的干擾，這種將無線訊號（電磁波）按特定方向傳播的技術叫做波束 成形（beamforming）。

這一技術的優勢不僅如此，它可以提升頻譜利用率，透過這一技術我們可以同時從多個天線傳送更多資訊；在大規模天線基站，我們甚至可以透過訊號處理演算法來計算出訊號的傳輸的最佳路徑，並且最終移動終端的位置。因此，波束成形可以解決毫米波訊號被障礙物阻擋 以及遠距離衰減的問題。

除此之外，最後要提到5G的另一大特色——全雙工技術。

5.全雙工

全雙工技術是指裝置的發射機和接收機佔用相同的頻率資源同時進行工作，使得通訊兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式，這是通訊節點實現雙向通訊的關鍵之一，也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關鍵技術。

在同一通道上同時接收和傳送，這無疑大大提升了頻譜效率。但是5G要使用這一顛覆性技術也面臨著不小的挑戰，根據《行動通訊》之前釋出的資料顯示，主要有一下三大挑戰：

1.電路板件設計，自干擾消除電路需滿足寬頻（大於100MHZ）和多MIMO（多於32天線）的條件，且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。

2.物理層、MAC層的最佳化設計問題，比如編碼、調製、同步、檢測、偵聽、衝突避免、ACK等，尤其是針對MIMO的物理層最佳化。

3.對全雙工和半雙工之間動態切換的控制面最佳化，以及對現有幀結構和控制信令的最佳化問題。

因此，儘管5G的勢頭遠遠超過了之前的4G，但5G的未來仍充滿了不確定性，現在我們需要等待的是這些技術從實驗階段走向實用。

4g的時代沒有過去多長時間，然而據悉，5G網路會很快很快，最高理論傳輸速度能達到每秒數十Gb，是4G速度的100倍，下個高畫質大片就是1秒的小事。聽到這可能你會震驚加歡呼雀躍了，

諾基亞執行長Rajeev Suri在一次主題演講中表示：“你們也許心中會有疑惑，為什麼我們需要5G網路？它是否值得數十億美元的投資呢？是的，它值得。”不過，Rajeev Suri也指出：“這些不會在一夜之間發生，我們相信，大多數運營商將需要一個漸進的過程去最大限度地提高他們目前的投資。”

為何5G網路概念會讓業界如此興奮呢？從3G網路到4G網路的飛躍是巨大的，也就是理論上的執行速度達到100Mbps，這是很令人印象深刻的。但是，與5G網路比起來，4G網路可以說是會被“秒成渣”，因為5G網路理論上的最低速度為20 Gbps，並且能夠連線一平方公里內的100萬部裝置。

無疑，這種速度和密度在今天看來幾乎是深不可測的，5G網路將使得我們能夠無延時控制機器人，還會推動自動駕駛汽車、無人機、虛擬現實和物聯網等技術的發展。未來，5G網路將會讓萬物互聯成為現實。

世界行動通訊大會（MWC）的主辦方全球移動通訊系統協會（GSMA）的理事長Mats Granryd預測，2025年全球5G移動連線將達到10億。

用在哪：

超高畫質影片、智慧家居、車聯網等領域

對於使用者而言，可能感受到5G帶來的便捷的場景有哪些？

未來，5G與雲計算、大資料、人工智慧、虛擬增強現實等技術的深度融合，將連線人和萬物，成為各行各業數字化轉型的關鍵基礎設施。一方面，5G將為使用者提供超高畫質影片、下一代社交網路、浸入式遊戲等更加身臨其境的業務體驗，促進人類互動方式再次升級。另一方面，5G將支援海量的機器通訊，以智慧城市、智慧家居等為代表的典型應用場景與行動通訊深度融合，預期千億量級的裝置將接入5G網路。更重要的是，5G還將以其超高可靠性、超低時延的卓越效能，在車聯網、移動醫療、工業網際網路等垂直行業“一展身手”

業界已公認，在5G技術研發上，中國和歐洲是主角。第一屆全球5G 大會上，中國再次宣佈將劃出200M頻段進行實驗，頻譜問題是制約5G發展重要瓶頸，中興通訊CTO向際鷹認為，中國的行動在全球5G研發組織中再次釋放了積極訊號。

目前，ITU針對5G標準候選技術的徵集正在進行，全球對於公認的5G技術也逐漸凝聚了更多共識。在今年巴塞羅那全球通訊展上，中興通訊憑藉Pre5G技術Massive MIMO獲得業界公認含金量較高的CTO選擇獎，5G技術試驗推進處於世界領先位置。

5G規模化商用或在2020年實現，講了這麼多年的5G，終於要來了，那它到底有什麼優勢呢，光明動科普給你揭曉答案。

那麼，5G的基本特點有哪些呢？

一、速度快

只有提高網路速度，使用者體驗和感受才能大大改善，網路才能不受限制地面對VR/超高畫質晰度服務，高網路速度要求的服務才能得到廣泛推廣和使用。這意味著使用者可以每秒鐘下載一部高畫質電影或支援VR影片。

二、無處不在的網路

隨著業務的發展，網路業務需要無所不包和廣泛存在。只有這樣，我們才能支援更豐富的業務，並在複雜的情況下使用它。無處不在的網路對廣泛的覆蓋範圍和深度覆蓋都有影響。

如果我們覆蓋地面，我們就可以部署大量的感測器，進行環境、空氣質量甚至變化，地震監測，將是非常有價值的。

深度指的是網路的部署，但需要進入更高質量的深度覆蓋範圍。對前不良網路衛生間的到來、地下停車場等具有良好的覆蓋範圍。

在一定程度上，泛在網路比高速網路更重要，只有很少的區域性覆蓋、高速網路，不能保證服務和體驗，而泛在網路是體驗的基本保證。

三、低功耗

要支援大規模物聯網應用，必須有電源要求.近幾年來，產品有了一定的發展，但遇到了許多瓶頸，最大的瓶頸是經驗不足。今天，物聯網的所有產品都需要通訊和能源，雖然通訊可以透過多種手段實現，但能源的供應只能依靠電池。如果通訊過程中消耗了大量的能量，物聯網產品很難被使用者廣泛接受。如果能降低功耗，將大大改善使用者體驗，促進物聯網產品的迅速普及。

四、低延遲

對於人與人之間的通訊來說，140度的延遲是可以接受的，但是如果使用這種延遲，工業自動化就很難達到。最小延遲是1甚至更低。

自動駕駛汽車，需要中央控制中心和汽車連線，汽車和汽車也應該連線起來，在高速行駛時，一個剎車，需要立即傳送資訊給汽車來響應，大約100。這輛車將衝出數十米，這需要在最短時間內將資訊傳送給車輛，以便進行制動和車輛控制響應。

在工業自動化的過程中，如果機械臂的操作非常精細，並確保工作的高質量和高精度，也必須有最小的時間延遲和最及時的反應。"這些特點，在傳統的人與人之間的交流中，即使當人們與機器通訊時，要求也不那麼高，因為人的反應速度慢，不需要機器的高效率和精細化。無論是工業自動化，還是工業自動化，都是高速執行的。他們還需要確保及時的資訊傳輸和高速度的及時反應，這就對延遲提出了很高的要求

有人曾說過，網際網路行業的發展有三個階段，第一階段是PC網際網路，我們在主機電腦前上網；第二階段是移動網際網路階段，我們透過手機、平板等移動通訊裝置上網；第三階段就是物聯網階段，這時的我們不需要特定的上網工具，生活中的一切事物，比如冰箱、電視、汽車，都將成為網路的載體。既然都有了這麼高速的網路，我們肯定不會僅僅拿它來下高畫質電影，事實上5G網路對未來最大的影響，就是其有能力將應用在一些可穿戴裝置，比如智慧手錶、智慧家庭裝置，甚至支援自動駕駛技術的無人車上。

【VR/AR】

假設不久後能夠大面積地實現5G網路的落地，首當其衝的可能就是VR/AR相關產業。關於“虛擬現實”這塊生意，其實兩年前就遇到一個爆發期，彼時VR遊戲以及手遊裡實現的AR效果給廣大使用者帶來深刻印象，當時不少玩家激動地認為，以往在文學作品中才能體會到的“穿越到遊戲中”的遊戲時代即將到來。

但遺憾的是，在當年的曇花一現後，VR和AR技術並沒有如諸多玩家所想的，給網際網路帶來顛覆性的改革。因為技術上的諸多限制，許多聯網的頭戴式VR或者AR功能，很難做到實時渲染遊戲中龐大的資料，使得玩家的體驗並不“真實”不說，還常常會感到眩暈。

但是有了5G技術加持，一切都會變得不同了。中國資訊通訊研究院日前釋出的《5G經濟社會影響白皮書》（以下簡稱《白皮書》）中提到，5G支援虛擬現實等極致業務體驗，連線數密度可達100萬個/平方公里，另外5G高速的資料傳播特性也能讓延時縮短，真正實現虛擬與現實的同步。

【無人駕駛】

按照中國移動的5G時間表，預計在2020年完成5G網路的規模商用，而2020年這個時間點，同樣也是各大汽車公司預計實現真正的無人駕駛的關鍵節點。這有些巧合但又不全是偶然，因為正是5G網路的全面落地，才能促使無人駕駛技術的貼近我們的生活。

我們先來看看“無人駕駛”和“有人駕駛”之間存在哪些區別。在“有人駕駛”的車裡，司機作為整個駕駛過程的控制中樞，承擔著車輛導航（往哪裡開）、分析路況（選哪條路走），調整駕駛速度，以及實時應付行駛過程中的各種突發狀況等功能。也就是說，以往都是由人腦實時精密地計算車輛行駛環境，並在駕駛過程共給出相應的調整。

而自動駕駛技術的目的，就在於將這一系列的功能全交由平臺控制中心計算——我們可以想象為，無人車實際上是乘客在司機的位置上安排了一個機器人，它拿著對講機一刻不停地向後臺報告資料，並按照對講機中給出的指令開車，在這一過程中如果發生通訊中斷，那後果就不堪設想了。所以無人車的落地就要求通訊網路必須更加快速高效，而5G網路正是“治病良方”。

【物聯網與新零售】

除了無人駕駛，說道5G技術，不少觀點認為它就是“為物聯網而生”。這裡要宣告一個認識誤區，雖然現在人們常常把物聯網和5G網路聯絡在一起，但其實物聯網是一個較為寬泛的應用，接入方式可以是Wifi、藍芽、行動網路，行動網路又包括2/3/4/5G，所以5G網路只是物聯網的接入方式之一，但5G網路所擁有更大的容量和更快的資料處理速度，使得使用者可以透過更多聯網硬體獲得更多的新服務。

這兩年大火的新零售的發展契機，正是消費者的數字化程度、與網際網路的緊密程度的不斷提高，傳統的零售店，以及現在部分電商的線下實體店，還是需要走一趟消費者-線下店-後臺大資料的流程，這點其實和有經驗的大型連鎖零售商的既有模式沒什麼差別。但在新零售所期待的未來，消費者或將直接對接後臺大資料。而要實現這一點，首先我們要將“銷售網點”的概念拋在腦後，將“萬物互聯”的觀點植入心中。

“萬物互聯”，不僅意味著你家的電視、冰箱、洗衣機可以聯網，而是你生活中所接觸到的一切。從你昨晚睡覺的床單，到你剛剛喝下去的飲料，都將成為一串記錄你的資料，實時傳輸到各路雲盤中，以供後臺更加了解你的消費傾向，並幫助消費者解放購物場景，真正實現“以消費者體驗為中心的資料驅動的泛零售形態”。

5G主要就是快，快造成有些資料量大的應用可以成立，於是在第三方公司軟體大量開發後，我們的手機用途會有一些新的變化。

4G時代，我們看手機有了圖片，也有了影片，儘管還是有人捨不得用，但主要是因為費用，不是效能。但是這個時代還不可能用手機做影片會議，呼叫監控器影片，手機看足球直播，主要還是速度不夠，造成清晰度不足，或畫面卡。而用手機做VR則完全不可能了，因為資料量更大了。

5G時代，看電視直播沒問題了。那麼我們的電視行業可能要改變了，需要適應人們手機看電視的習慣。5G時代影片會議就會比較常見，是這個時代最常用方法。大家不是在微信圈子裡，而是聚集在一個小影片房間裡，相互都看得到臉。由於影片常用，結果遠端指導操作的做法可能流行，不會做菜，可以直接用手機讓網上廚師指導自己炒菜；身體有點不舒服，可以直接用手機讓網上醫生給自己看看。

5G時代可能可以有VR應用了，喜歡遊戲的朋友利用手機湊在一起打球。當然只是遊戲，但是參與者在全國各地。

5G還有很多商業應用，比如物聯網。舉例子，5G時代，也是北斗開始推廣的時代，所以物流貨櫃可以自主將訊號發給控制系統，那麼物流公司在辦公室就能檢視每個箱櫃的運動位置和軌跡，在這種條件下，物流行業可能會有變化。

1、網速更快。5G又被成為第五代行動通訊網路，其峰值理論傳輸速度可達每秒數十Gb，這比4G網路的傳輸速度快數百倍！簡單來說，一部超高畫質電影可在1秒之內下載完成。

2、可以實現生活中日常的裝置相互關聯，生活更智慧。與4G不同的是，5G支援高度多樣化的終端。5G本身的特性，讓其有能力與數十億終端、機器人、人工智慧、自動駕駛汽車、奈米技術及更多領域的前沿技術相結合。

3、最根本的就是他會一種新的生活方式提供基礎，以後有了5G網路我們的生活會除了手機電腦以外，有更多的可與網際網路的裝置，甚至可以裝置與裝置之間想互連結，就是物聯網。

一言以蔽之：快。

擴充套件一點來說，5G 網路和4G 網路相比，能在同樣長的時間內，傳輸更多得多的資料。這樣的好處在哪裡呢？在於我們所需要的資料都可以即需即用，可以保持時刻線上的生活方式。

對於手機這樣的移動式裝置來說，5G 意味著手機app、娛樂資源將不會需要預先下載好再使用，而可以在需要時隨時下載，幾乎無需等待。可以想想看微信小程式，它就是這種理念的一種探索——人們在不同場景中需要使用不同的 app來完成不同的任務，要預先下載app 來滿足所有場景的需求是很困難的，在有需要時隨時下載才是更好的方法。有了5G，幾十兆上百兆的app 瞬間就可以下載完成，高畫質電影、音樂、電子書等等消費內容唾手即得，人們在任何場景都可以找到最合適的 app 來使用。

對於即將來臨的物聯網時代來說，5G 意味著物聯網的各個節點可以傳輸更多的資訊，來幫助中央計算機做出更好的決策。無論是智慧家居、環境監測、還是車聯網，都可以享受 5G 帶來的好處。傳統上，因為對網路頻寬和速度的要求，感測器和計算機裝置只能傳輸有限的資料量，這實際上是捨去了一些被認為不重要的資料；而有了5G 網路之後，我們可以更頻繁地收集和傳輸資料，用更多的資料來保障更好的決策。

對於將會成為新一代溝通方式的增強現實和虛擬現實裝置來說，5G 意味著真實世界可以實時和虛擬世界融為一體。增強現實技術要求把來自網路的資料疊加在真實物體上顯示，需要涉及大量的資料傳輸；虛擬現實則是為人們在聽覺和視覺上創造一個完全虛擬的世界，這同樣需要大量的資料傳輸。當 5G 來臨時，增強現實裝置將會有更快的響應速度、更多樣化的資訊呈現方式，而虛擬現實裝置將會讓人們的感受更真實更沉浸。

對於數消費者而言，5G的價值在於它擁有比4g LTE更快的速度（峰值速率可達幾十Gbps），例如你可以在一秒鐘內下載一部高畫質電影，而4G LTE可能要10分鐘。也正是因為這一得天獨厚的優勢，業界普遍認為5G將在無人駕駛汽車、VR以及物聯網等領域發揮重要作用。

和4G相比，5G的提升是全方位的，按照3GPP的定義，5G具備高效能、低延遲與高容量特性，而這些優點主要體現在毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術上。

1.毫米波

眾所周知，隨著連線到無線網路裝置的數量的增加，頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就現在而言，我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的頻寬，這極大的影響了使用者的體驗。

那麼5G提供的幾十個Gbps峰值速度如何實現呢？

眾所周知，無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜頻寬。5G使用毫米波（26.5-300GHz）就是透過第二種方法來提升速率，以28GHz頻段為例，其可用頻譜頻寬達到了1GHz，而60GHz頻段每個通道的可用訊號頻寬則為2GHz。

在行動通訊的歷史上，這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前，毫米波只在衛星和雷達系統上被應用，但現在已經有運營商開始使用毫米波在基站之間做測試。

當然，毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大，因此要讓毫米波頻段下的5G通訊在高樓林立的環境下傳輸並不容易，而小基站將解決這一問題。

2.小基站

上文提到毫米波的穿透力差並且在空氣中的衰減很大，但因為毫米波的頻率很高，波長很短，這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎。

可以預見的是，未來5G行動通訊將不再依賴大型基站的布建架構，大量的小型基站將成為新的趨勢，它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通訊。

因為體積的大幅縮小，我們設定可以在250米左右部署一個小基站，這樣排列下來，運營商可以在每個城市中部署數千個小基站以形成密集網路，每個基站可以 從其它基站接收訊號並向任何位置的使用者傳送資料。當然，你大可不必擔心功耗問題，小基站不僅在規模上要遠遠小於大基站，功耗上也大大縮小了。

除了透過毫米波廣播之外，5G基站還將擁有比現在蜂窩網路基站多得多的天線，也就是Massive MIMO技術。

3.Massive MIMO

現有的4G基站只有十幾根天線，但5G基站可以支援上百根天線，這些天線可以透過Massive MIMO技術形成大規模天線陣列，這就意味著基站可以同時從更多使用者傳送和接收訊號，從而將行動網路的容量提升數十倍倍或更大。

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）的意思是多輸入多輸出，實際上這種技術已經在一些4G基站上得到了應用。但到目前為止，Massive MIMO僅在實驗室和幾個現場試驗中進行了測試。

隆德大學教授Ove Edfors曾指出，“Massive MIMO開啟了無線通訊的新方向——當傳統系統使用時域或頻域為不同使用者之間實現資源共享時，Massive MIMO則匯入了空間域（spatial domain）的途徑，其方式是在基地臺採用大量的天線以及為其進行同步處理，如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。”

毋庸置疑，Massive MIMO是5G能否實現商用的關鍵技術，但是多天線也勢必會帶來更多的干擾，而波束成形就是解決這一問題的關鍵。

4.波束成形

Massive MIMO的主要挑戰是減少干擾，但正是因為Massive MIMO技術每個天線陣列集成了更多的天線，如果能有效地控制這些天線，讓它發出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強，就可以形成一個很窄的波束，而不是全向發射，有限的能量都集中在特定方向上進行傳輸，不僅傳輸距離更遠了，而且還避免了訊號的干擾，這種將無線訊號（電磁波）按特定方向傳播的技術叫做波束 成形（beamforming）。

這一技術的優勢不僅如此，它可以提升頻譜利用率，透過這一技術我們可以同時從多個天線傳送更多資訊；在大規模天線基站，我們甚至可以透過訊號處理演算法來計算出訊號的傳輸的最佳路徑，並且最終移動終端的位置。因此，波束成形可以解決毫米波訊號被障礙物阻擋 以及遠距離衰減的問題。

除此之外，最後要提到5G的另一大特色——全雙工技術。

5.全雙工

全雙工技術是指裝置的發射機和接收機佔用相同的頻率資源同時進行工作，使得通訊兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式，這是通訊節點實現雙向通訊的關鍵之一，也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關鍵技術。

在同一通道上同時接收和傳送，這無疑大大提升了頻譜效率。但是5G要使用這一顛覆性技術也面臨著不小的挑戰，根據《行動通訊》之前釋出的資料顯示，主要有一下三大挑戰：

電路板件設計，自干擾消除電路需滿足寬頻（大於100MHZ）和多MIMO（多於32天線）的條件，且要求尺寸小、功耗低以及成本不能太高。

物理層、MAC層的最佳化設計問題，比如編碼、調製、同步、檢測、偵聽、衝突避免、ACK等，尤其是針對MIMO的物理層最佳化。

對全雙工和半雙工之間動態切換的控制面最佳化，以及對現有幀結構和控制信令的最佳化問題。

因此，儘管5G的勢頭遠遠超過了之前的4G，但5G的未來仍充滿了不確定性，現在我們需要等待的是這些技術從實驗階段走向實用。

5G在2020年前後可能投入商用，它能給使用者帶來什麼樣的體驗，能夠為創業者提供什麼樣的機會，這周開始我們將集中探討5G的新特點，為大家提供一些乾貨。

淺綠色是4G水平 深綠色是5G水平

5G的三大核心應用場景是什麼？

如果說4G 改變了人與人之間的連線方式，那麼5G 就改變了“人與物”和“物與物”的連線方式。5G 技術是對 4G的一次全面革新，在速率、連線數、時延三個方面有本質改善。相應的將產生3個核心應用場景：

5G的三個核心應用場景

eMBB（增強移動寬頻）：5G在這方面主要帶來的改進是在保證廣覆蓋和移動性的前提下為使用者提供更快的資料速率。峰值速率可以從4G的1Gbps 提高到 10-Gbps；相應的使用者體驗速率可從 10Mbps 提升到 100-1Gbps。這意味著，頻譜效率可以提升 3 - 5 倍，從而降低流量的單位成本。eMBB 針對的大流量應用場景有3D/4K等格式的 超高畫質影片傳輸、高畫質語音、多人高畫質語音或影片， AR/VR、更先進的雲服務。

mMTC（低功耗超大連線）：是當下物聯網的進化版本。連線密度每平方公里超過100萬，電池壽命超過10年。該場景下，成本敏感、傳輸速率較低、時延容忍度高和待機時間超長的海量裝置類通訊，將非常便利。為今後大規模的物聯網發展提供可能性。mMTC對應場景主要是物聯網目前涵蓋的範圍，包括智慧家居、智慧交通、智慧城市等。

uRLLC（低時延高可靠）：在5G標準下要滿足特殊場景作業的需求，使用者層面的時延須控制1ms之內。這一類應用場景主要集中在工業控制和車聯網方面。uRLLC場景對應的特殊應用場景包括工業自動化、自動駕駛、移動醫療等。

右上角是5G主要實際應用

由此可見，5G技術帶來的服務變化或者新的應用基礎可以分成現有服務的本質改進和新服務拓展兩方面。在現有服務方面，使用者直觀感受是移動頻寬增加，在資料速度和流量容量方面進一步提升無線端的能力。在拓展服務方面，海量物聯網連線可以進入穩定商用階段，高可靠低延時使得特殊工業場景應用範圍得到拓展。

所以說，5G 帶來的實質性轉變實際上是移動資料向物聯網和特定應用場景等方面擴張，透過對三大應用場景的定義豐富了網路連線的適用範圍，滿足了新增的連線需求，改變人與物的資訊交換方式，將網際網路從“人”進一步擴大到“物”。