移動創未來，5G超寬帶

　　前 言

　　隨著4G LTE進入規模商用，面向未來的第五代移動通信技術（5G）已成為全球通信界的重點課題，5G的研發也在世界范圍內如火如荼地展開。2014年5月底，“IMT-2020(5G)峰會”上，第一份5G白皮書——《5G願景與需求白皮書》也已經亮相，預示著未來5到10年，5G將成為整個行業最熱門的話題。

　　5G的展望

　　讓我們一起想像，5G會帶給我們什麼樣的場景？未來的世界，就像一部科幻片一樣，高清視頻、醫療、教育、智能家居、購物、導航等等都可通過各種移動終端輕鬆實現﹔房子、車子、各種消費品，都能夠聯網，實現數字化生存，展望未來的生活，5G能實現千億個海量鏈接，幾乎所有的消費品、工業品、物流等都可以連在網上，實現萬物互聯互通，5G的應用將開啟物聯網的新時代。對於普通用戶來說，一部手機就可以幫你完成所有事情。無處不在的網絡，讓我們的生活變得輕鬆自在，可經通過手機經常“泡”在網上，可以隨時訂購誘人的美食，挑選款式新穎的服裝，觀看最新的電影，而5G技術就會帶來革命性的突破，讓人們體驗到更真實的虛擬世界。5G還會打開用戶嶄新的體驗，如視覺通信可能會成為主流應用，人們可以實現跨越遠距離的即時視頻互動，帶來身臨其境的信息盛宴。

　　對大多數用戶而言，5G技術最直觀的特性在於速率是4G的100倍，可以達到幾個Gbps,用5G手機上網的速率與目前家庭光纖接入速率類似。5G技術將提供超級容量的帶寬，短距離傳輸速率達10G bps，這意味著用戶幾乎不受限制地傳輸大量數據文件，瞬間下載一部電影，在線視頻、3D電影和游戲等高帶寬的應用也暢通無阻。當用戶以任何方式接入移動網絡、讀取任何數據時都不需要網絡的等待，用戶感受的不僅僅是速度，而是高質量的業務體驗，可以實現“信息隨心至，萬物觸手及”的願景。到5G規模應用的時候，整個世界越來越成為一個‘地球村’，物理上的距離將被信息高速公路大大縮小。

　　業界人士認為，5G技術會大大地刺激互聯網的發展，也將極大帶動經濟發展。萬物互聯的背景下，加上高速率的保証，移動信息消費潛力巨大。2020年前后，5G技術或將可以實現商用應用。

　　5G原理和關鍵技術

　　5G需要具備比4G更高效，其頻譜效率、能效和成本效率將會大幅改善，從而保証5G的可持續發展。5G技術支持0.1∼1Gbps的用戶體驗速率，每平方公裡一百萬的連接數密度，毫秒級的端到端時延，每平方公裡幾十Tbps的流量密度，每小時500Km以上的移動性和數十Gbps的峰值速率。同時，5G還需要大幅提高網絡部署和運營的效率，相比4G，頻譜效率提升5∼15倍，能效和成本效率提升百倍以上。

　　5G的關鍵能力，猶如一株綻放的鮮花，其性能需求和效率需求共同定義了5G的關鍵能力，猶如一株綻放的鮮花，紅花綠葉，相輔相成。花瓣代表了5G的六大性能指標，體現了5G滿足未來多樣化業務與場景需求的能力，其中花瓣頂點代表了相應指標的最大值﹔綠葉代表了三個效率指標，是實現5G可持續發展的基本保障。

　　在關鍵技術方面，高頻段通信，非正交傳輸、多天線陣列、超密集組網、C-RAN架構、軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）、內容分發網絡（CDN）等均被認為是5G的潛在關鍵技術。先介紹一下主要的關鍵技術：

　　1．高頻段通信

　　移動網絡通常的工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分有限，而在高頻段（如毫米波、厘米波頻段）可用頻譜資源豐富。高頻段在移動通信中的應用是未來的發展趨勢，它能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀，可以實現極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優點，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環境影響等缺點。射頻器件、系統設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。