5G看似遙不可及卻又時(shí)刻出現在科技頭條，它已經(jīng)進(jìn)入了我們的生活。說(shuō)遙不可及，是因為4G才剛剛開(kāi)始，怎么可能那么快就更新?lián)Q代到5G？然而我國從2G的跟隨、3G的參與、4G的突破到5G搶占制高點(diǎn)，顯而易見(jiàn)，移動(dòng)通信的更新?lián)Q代已上升到國家戰略層面，5G正在加速前行。
萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代將開(kāi)啟
當前我們已處于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)盛宴之中，幾乎每個(gè)人都擁有手機、平板電腦，部分人還擁有手環(huán)、智能手表等可穿戴設備。此外“工業(yè)4.0”已經(jīng)提出工業(yè)自動(dòng)化，機器人辦公已經(jīng)應用在很多領(lǐng)域。由此可見(jiàn)，人與物、物與物之間的連接正成為未來(lái)發(fā)展的重要方向，未來(lái)智能家居、工業(yè)控制、農業(yè)控制、醫療、教育、交通、金融、環(huán)境監測、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物流跟蹤等行業(yè)都將成為連接的載體。
當前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )是基于“人”設計的，并沒(méi)有考慮到無(wú)窮無(wú)盡的“物”，現在的網(wǎng)絡(luò )顯然不能承載萬(wàn)物互聯(lián)的連接量。此外，當前的網(wǎng)上娛樂(lè )、網(wǎng)上購物、網(wǎng)上辦事等應用千姿百態(tài)，O2O已經(jīng)一體化，網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)成為生活的必需品。盡管運營(yíng)商在大規模建設網(wǎng)絡(luò )，但還是出現人均網(wǎng)絡(luò )資源匱乏、網(wǎng)絡(luò )速率不如人意的問(wèn)題，因此網(wǎng)絡(luò )必需進(jìn)一步提速，同時(shí)輔以各種應用服務(wù)，構筑一個(gè)“信息隨心至，萬(wàn)物觸手及”的5G生態(tài)系統。
5G除了在傳統的頻譜效率、峰值速率、移動(dòng)性等能力上有所突破外，最重要是契合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的流量密度，在用戶(hù)體驗速率、用戶(hù)連接數密度等方面有所突破，只有這樣，才能滿(mǎn)足未來(lái)超千倍的業(yè)務(wù)量增長(cháng)，滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等的發(fā)展要求，實(shí)現5G的宏偉藍圖，如圖1所示。
5G將呈現高低頻譜混用
移動(dòng)通信從2G/3G發(fā)展到4G，從全球來(lái)看，可用頻譜資源已經(jīng)趨于分散，那么發(fā)展到5G，作為移動(dòng)通信賴(lài)以生存的頻譜資源又成為當前的焦點(diǎn)。如果沒(méi)有頻譜資源，一切都將是空談，頻譜資源在一定程度上決定了5G技術(shù)的成敗。
國際電聯(lián)將在2015年11月召開(kāi)國際無(wú)線(xiàn)電大會(huì )(WRC-15)，為5G業(yè)務(wù)爭取新的頻譜。我國面向2020年還存在500MHz以上的頻率缺口，需要在WRC-15大會(huì )上積極爭取，同時(shí)面向5G大流量、高密度需要有300MHz以上連續頻譜的支持，我國最好能夠在4GHz～6GHz頻段內尋找到適合的頻譜，同時(shí)在6GHz以上的頻段積極開(kāi)展頻率規劃研究工作。目前我國擬向ITU提出新的適合頻率（已劃分687MHz）：1427～1525MHz、3300～3400MHz、4400～4500MHz和4800～4990MHz，同時(shí)輔以2G/3G的零散頻段，以及非授權頻段等，如圖2所示。總之，5G將是一個(gè)高頻、低頻混用的技術(shù)體系。
5G革命點(diǎn)在空口技術(shù)
IMT-2020（5G）推進(jìn)組明確的技術(shù)要求有用戶(hù)體驗速率達1～10Gbit/s（非理論速率）、1ms級的端到端時(shí)延、1000倍帶寬（每單位區域）、10～100倍設備連接數量、99.999%有效性（用戶(hù)感知）、100%覆蓋（用戶(hù)感知）、減少90%網(wǎng)絡(luò )能耗、低能耗機對機通信設備電池壽命可達10年等。
單看這些要求，我們不禁感嘆要求如此之高，5G本來(lái)就是使用高頻段，但還要保證網(wǎng)絡(luò )100%覆蓋、速率高、時(shí)延小。因此目前可以預見(jiàn)：SDN/NFV、云RAN和射頻拉遠（RRH）、網(wǎng)絡(luò )致密化（多層組網(wǎng)）/Hetnet’s、增強型語(yǔ)音/視頻、新的編碼技術(shù)、增強型M2M、上下行高階調制技術(shù)、動(dòng)態(tài)頻譜分配/共享技術(shù)、CDN等技術(shù)都將應用到5G中。
總之你現在可以想象到的技術(shù)幾乎都會(huì )應用到5G中。但是5G畢竟是移動(dòng)通信技術(shù)，它的革命點(diǎn)在于空口技術(shù)，只有空口技術(shù)效率提高，才是實(shí)實(shí)在在提高頻譜效率，否則將只是各種技術(shù)融合的大雜燴。
目前5G討論較多的關(guān)鍵技術(shù)有：毫米波（超高頻使用）、超寬帶頻譜、非正交多址接入（同時(shí)同頻全雙工）/濾波器組多載波技術(shù)、帶內全雙工技術(shù)、干擾自消除技術(shù)（無(wú)需人工排查）、3D MIMO及beamforming/大規模天線(xiàn)技術(shù)、認知無(wú)線(xiàn)電頻譜檢測技術(shù)、無(wú)邊界小區/超小小區和超密度網(wǎng)絡(luò )、多載波聚合/多流聚合等。下面圖3～圖5部分技術(shù)示意圖可加深理解。
當然5G發(fā)展還處于需求征集、技術(shù)探索階段，特別是空口技術(shù)還存在很多不確定性，我們還需拭目以待。
5G標準即將落地
5G標準研究工作如火如荼，ITU早已啟動(dòng)了5G需求遠景規劃，負責落地的3GPP也在于2014年12月舉行的會(huì )議上啟動(dòng)了5G的立項預研工作。5G目前還處于需求征集階段，各國也開(kāi)展了相關(guān)研究，預計在2020年左右將開(kāi)始試驗。
