當前，全球通信行業(yè)正在不斷探索實(shí)現5G的基礎技術(shù)和架構的各種可能性。根據國際電聯(lián)（ITU）設定的時(shí)間表，預計2016年將啟動(dòng)國際標準制定工作，2017年底啟動(dòng)5G候選方案征集，2020年底完成標準制定。
那么，5G會(huì )給人們生活和社會(huì )生產(chǎn)帶來(lái)什么樣的變化？在朝目標前進(jìn)的道路上還面臨哪些挑戰呢？
可以操控數千公里外的挖掘機
作為下一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G會(huì )改變每個(gè)人的工作和生活方式，使人類(lèi)社會(huì )全面進(jìn)入到數字化時(shí)代。
來(lái)看看這幾十年來(lái)移動(dòng)通信的變遷，1G時(shí)代只能提供模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù)，2G時(shí)代可以提供數字語(yǔ)音和低速數據業(yè)務(wù)，3G時(shí)代支持多媒體數據業(yè)務(wù)，4G時(shí)代能夠支持各種移動(dòng)寬帶數據業(yè)務(wù)。可以說(shuō)從1G到4G，主要解決的都是人和人之間的通信，“5G時(shí)代是要解決人與物、物與物之間的通信，并且在此基礎上實(shí)現無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò )連接，低能耗、更安全的網(wǎng)絡(luò )。”酷派高級副總裁兼CTO許奕波對《IT時(shí)報》記者表示。
這樣的說(shuō)法也許不能對5G有直觀(guān)的了解，我們不妨來(lái)看看未來(lái)5G使用的具體情形。在今年初舉行的巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì )上，愛(ài)立信展示了有關(guān)5G應用的Demo演示，其中遠程實(shí)時(shí)操作兩臺挖掘機最為引人關(guān)注。一臺挖掘機在展區內，另一臺則在2500公里之外的瑞典城市Eskilstuna。挖掘機上裝有360度的全景攝像頭，通過(guò)計算機進(jìn)行視頻監控。用戶(hù)佩戴上虛擬實(shí)境眼鏡，仿佛身在挖掘機中，并且能對挖掘機進(jìn)行操控，不管是展區內的挖掘機還是2500公里以外的那臺。
因為這次演示是基于4G LTE網(wǎng)絡(luò )，所以用戶(hù)體驗并不十分完美，時(shí)延有些長(cháng)。但在5G時(shí)代，這就能成為現實(shí)，完全可以做到實(shí)時(shí)操控數百公里或者數千公里外的挖掘機，可以上午在美國挖，下午在英國挖。當然，5G時(shí)代人們也能遠程操控其他重型機械，比如在危險區域，無(wú)需人工在現場(chǎng)，“只要人和物體之間的通信鏈路延遲保持在極低情況下，這些都能實(shí)現。”愛(ài)立信技術(shù)人員稱(chēng)。
另外一個(gè)可以預期的案例就是聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)。聯(lián)網(wǎng)之后，車(chē)輛保險可調整為按行程收費的模式，高級診斷功能將能夠幫助駕駛員在路上修理汽車(chē)，甚至能基于位置感知功能幾乎零延遲地輔助駕駛員。
面臨一大波挑戰
今年2月，中國5G標準推進(jìn)組織IMT-2020（5G）發(fā)布了《5G概念白皮書(shū)》。這份白皮書(shū)認為，5G主要技術(shù)場(chǎng)景主要有四種：連續廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接、低時(shí)延高可靠。連續廣域覆蓋，就是要為用戶(hù)提供無(wú)縫的高速業(yè)務(wù)體驗，即使是在高速移動(dòng)等“惡劣”狀況下，實(shí)現100Mbps以上的用戶(hù)體驗速率。熱點(diǎn)高容量，是在局部熱點(diǎn)地區，為用戶(hù)提供極高的數據傳輸速率，比如達到1Gbps的用戶(hù)體驗速率。低功耗大連接和低時(shí)延高可靠主要是面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，比如在智慧城市建設的過(guò)程中，會(huì )有大量的設備連接入網(wǎng)，而且設備分布廣泛、數量眾多，這就需要5G網(wǎng)絡(luò )能夠支持超千億連接的支持能力，還要保證終端超低功耗和超低成本。
可以看出，5G和現在的4G技術(shù)有很大不同，用戶(hù)數據速率要更快、通信鏈路時(shí)延要更短、接入的設備要更多、頻譜的利用效率要更高。要實(shí)現這樣的目標，需要克服諸多困難。
5G時(shí)代，車(chē)聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑將獲得發(fā)展良機，無(wú)人駕駛也會(huì )大行其道。“如果120公里的時(shí)速，車(chē)輛1秒鐘就可以跑出幾十米，所以當人們在無(wú)人駕駛的時(shí)候網(wǎng)絡(luò )響應要非常快，否則就會(huì )發(fā)生重大事故。這對通信鏈路的低延時(shí)都提出了很高的挑戰，而且要確保百分之百的可靠性。”許奕波說(shuō)道。
另外，在5G時(shí)代要連接更多的設備，每平方公里差不多要覆蓋100萬(wàn)臺連接終端。基站部署無(wú)疑會(huì )更加密集，尋找站址資源、部署成本的提升，對運營(yíng)商來(lái)說(shuō)都是挑戰，而且還可能存在頻率干擾等問(wèn)題。同時(shí)不得不提到用戶(hù)對輻射的擔憂(yōu)，用戶(hù)是否會(huì )接受自己的身邊都是基站的現實(shí)。
廠(chǎng)商“搶灘登陸”
雖然存在著(zhù)諸多困難和挑戰，但是技術(shù)進(jìn)步無(wú)止境，5G時(shí)代終究會(huì )來(lái)臨。而且從目前的情況來(lái)看，設備商、芯片商和終端廠(chǎng)商群情激昂，在5G研發(fā)上砸下重資，目前來(lái)看已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。
愛(ài)立信在5G技術(shù)上的重大突破是：5G-LTE雙連接和5G多點(diǎn)連接。前者是指5G移動(dòng)設備在LTE和5G無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)覆蓋區域之間移動(dòng)，與這兩張網(wǎng)絡(luò )建立并行連接，然后再進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )無(wú)縫切換。后者5G多點(diǎn)連接是指移動(dòng)設備并行連接兩個(gè)5G基站，速率無(wú)疑更快。
中興通訊方面則推出了“Pre-5G”的方案，這是介于4G和5G之間的概念。Pre-5G能夠提供遠遠高于4G的用戶(hù)體驗，例如吞吐率和延遲方面，將遠遠優(yōu)于4G，甚至達到接近5G的水平。而Pre-5G與真正的5G區別在于：5G需要等待標準完成、芯片與終端成熟，才能被用戶(hù)體驗，而Pre-5G則可以在4G網(wǎng)絡(luò )上逐步引入，讓用戶(hù)更早體驗到類(lèi)5G服務(wù)。
華為目前已經(jīng)在5G組網(wǎng)架構、頻譜使用、空口技術(shù)、基站實(shí)現等多個(gè)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。
在芯片方面，聯(lián)發(fā)科明確表示已經(jīng)投入人力和資源進(jìn)行5G方面的研發(fā)。手機終端企業(yè)對5G也加大投入，酷派公司稱(chēng)每年投入1億元投入5G研發(fā)，主要圍繞與終端相關(guān)技術(shù)開(kāi)展研究。
在產(chǎn)業(yè)鏈力推下，5G從理想變成現實(shí)的日子不會(huì )太遙遠。
