5G离我们有多远？将带来三大革命性变化

　中国科普博览出品 北京燕清联合文化产业发展中心创作

　　近两年来，作为新一代宽带无线移动通信发展的主要方向，5G受到世界各主要国家的高度重视，一些国家纷纷加快战略部署，力争抢占产业和技术“制高点”。

　　全球5G研究不断加速，5G概念日渐清晰，设立全球统一标准已成为共识。有关国际标准化组织已初步明确2016年正式启动标准研制，一些国家已经提出了5G商用时间表，众多手机生产企业已针对部分5G关键技术研制出概念样机。

　　5G中的关键技术

　　如果要从技术细节描述出什么是5G，我们可能需要等到2020年，因为目前还没有任何电信公司或标准订定组织的公开文件中有提到5G。只有5G的国际标准通过，这个标准是目前对5G最细节与科学的描述。下面简单介绍5G的两个关键技术。

　　1、大规模MIMO技术

　　MIMO技术是无线通信天线技术的一种，是Multiple-Input Multiple-Output的简称，即多路输入多路输出技术的意思。这项技术简单来说，就是将基站的单天线换为由多天线构成的天线阵列，然后与具有多天线的移动台进行通信。

　　其通信原理是，把一份资料分割成多份，通过多重天线同步传送，由于传输信号在传送过程中可能会发生干扰，传输信号选择不同的反射或者穿透路径来避免。

　　路径的不同可能造成到达接收端的时间不一致。为了防止资料因为时间延误无法重新组合，接收端也会具备多重天线接收信号。

　　最终，利用一种算法将分开的资料重新整合，这样便可以正确且快速的传输资料流，从而大幅度地提升频谱利用率。

　　2、多载波技术

　　载波，是指载有数据的特定频率的无线电波。多载波即是采用多个载波信号(将信道分成若干正交子信道)，将需要传输的数据信号转换成并行的低速子数据流，然后调制到在每个子信道上进行传输。

　　采用多载波技术主要是为了配合大规模MIMO技术，其具有频谱效率高、灵活性强以及复杂度低等特点。

　　5G将带来的革命性变化之一：为物联网而生

　　3G，第三代移动通信技术(3rd-generation，3G)，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。

　　4G，是第四代移动通信及其技术的简称。相比3G，4G带宽更高，能够传输更高质量的视频及图像。4G能以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20-50MMbps，并能满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

　　5G技术是为物联网而生，拥有更大的容量和更快的数据处理速度，通过手机、可穿戴设备和其它联网硬件推出更多的新服务将成为可能。

　　5G技术为物联网提供了超大带宽，它的容量预计是4G的1000倍；4G网络是专为手机打造，没有为物联网进行优化，与4G相比， 5G网络可以支持10倍以上的设备；使用4G网络，你不能在手机上真正实时在线玩游戏，但使用5G网络却可以做到。

　　5G将带来的革命性变化之二： 移动性和连续性

　　根据IMT-2020(5G)推进组发布的5G概念白皮书来看，5G的名字可不是随便叫叫的。

　　首先要达到连续广域的覆盖，保证用户的移动性和业务连续性。提供无缝的高速业务体验，保证随时随地为用户提供100Mbps以上的体验速率(例如在小区边缘，或者高速移动的过程中)。

　　面向局部热点区域为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。简单的用数据表示就是：提供每平方公里百万的连接密度，比如500km/h的移动性。

　　按照这样的速率，在演唱会、高铁、地铁之类的场景里，不用再去担心网络连接慢或者无法上网的问题了。

　　5G将带来的革命性变化之三： 电信业的巨变

　　5G对于行业与整个社会的影响无疑是会深远的，电信业会因为5G发生较大的变化，甚至是巨变。

　　5G时代，电信网络会形成三层，传输层、管理层、业务层。

　　在最早的电信体系中，这三层是融合在一起。一通电话就包括传输、管理和业务，这三者融合在一起。

　　到了3G时代，传输层和业务层开始分离，电信运营商主要提供流量，成为管道，业务由大量互联网公司在参与。

　　到了5G时代，除了传输的管道层和业务层，管理层将会变得更加重要，而整合体系都会发生质的变化。

　　在传统的电信中，管理的无非是用户，或是某个终端，基本就是鉴权、计费。5G不仅是用户的管理、终端的管理，同一用户会使用大量的终端，对于不同的终端会采用不同的计费模式，管理会变得复杂，计费也会更加复杂。

　　管理层和计费层的能力又是和业务层紧密相联。这个过程中，电信运营商是还以传输为核心，或是在传输的基础上，通过管理来影响业务层，形成和业务层更紧密的联系与合作。

　　这在很大程度上会促使电信运营商的分化。守住传输，竞争能力较弱，因此除了做到传输，还要在管理层上找到自己位置和突破。

　　5G是高速度、低时延、低功耗、万物互联创造的一个新体系，绝不只是速度的提升。在技术的推动下，网络、管理、业务都会发生质的变化，产业也将会随之根本改变。这场变革的力量有可能超过今天的互联网。

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