移动创未来，5G超宽带

　　前 言

　　随着4G LTE进入规模商用，面向未来的第五代移动通信技术（5G）已成为全球通信界的重点课题，5G的研发也在世界范围内如火如荼地展开。2014年5月底，“IMT-2020(5G)峰会”上，第一份5G白皮书——《5G愿景与需求白皮书》也已经亮相，预示着未来5到10年，5G将成为整个行业最热门的话题。

　　5G的展望

　　让我们一起想像，5G会带给我们什么样的场景？未来的世界，就像一部科幻片一样，高清视频、医疗、教育、智能家居、购物、导航等等都可通过各种移动终端轻松实现；房子、车子、各种消费品，都能够联网，实现数字化生存，展望未来的生活，5G能实现千亿个海量链接，几乎所有的消费品、工业品、物流等都可以连在网上，实现万物互联互通，5G的应用将开启物联网的新时代。对于普通用户来说，一部手机就可以帮你完成所有事情。无处不在的网络，让我们的生活变得轻松自在，可经通过手机经常“泡”在网上，可以随时订购诱人的美食，挑选款式新颖的服装，观看最新的电影，而5G技术就会带来革命性的突破，让人们体验到更真实的虚拟世界。5G还会打开用户崭新的体验，如视觉通信可能会成为主流应用，人们可以实现跨越远距离的即时视频互动，带来身临其境的信息盛宴。

　　对大多数用户而言，5G技术最直观的特性在于速率是4G的100倍，可以达到几个Gbps,用5G手机上网的速率与目前家庭光纤接入速率类似。5G技术将提供超级容量的带宽，短距离传输速率达10G bps，这意味着用户几乎不受限制地传输大量数据文件，瞬间下载一部电影，在线视频、3D电影和游戏等高带宽的应用也畅通无阻。当用户以任何方式接入移动网络、读取任何数据时都不需要网络的等待，用户感受的不仅仅是速度，而是高质量的业务体验，可以实现“信息随心至，万物触手及”的愿景。到5G规模应用的时候，整个世界越来越成为一个‘地球村’，物理上的距离将被信息高速公路大大缩小。

　　业界人士认为，5G技术会大大地刺激互联网的发展，也将极大带动经济发展。万物互联的背景下，加上高速率的保证，移动信息消费潜力巨大。2020年前后，5G技术或将可以实现商用应用。

　　5G原理和关键技术

　　5G需要具备比4G更高效，其频谱效率、能效和成本效率将会大幅改善，从而保证5G的可持续发展。5G技术支持0.1～1Gbps的用户体验速率，每平方公里一百万的连接数密度，毫秒级的端到端时延，每平方公里几十Tbps的流量密度，每小时500Km以上的移动性和数十Gbps的峰值速率。同时，5G还需要大幅提高网络部署和运营的效率，相比4G，频谱效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。

　　5G的关键能力，犹如一株绽放的鲜花，其性能需求和效率需求共同定义了5G的关键能力，犹如一株绽放的鲜花，红花绿叶，相辅相成。花瓣代表了5G的六大性能指标，体现了5G满足未来多样化业务与场景需求的能力，其中花瓣顶点代表了相应指标的最大值；绿叶代表了三个效率指标，是实现5G可持续发展的基本保障。

　　在关键技术方面，高频段通信，非正交传输、多天线阵列、超密集组网、C-RAN架构、软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、内容分发网络（CDN）等均被认为是5G的潜在关键技术。先介绍一下主要的关键技术：

　　1．高频段通信

　　移动网络通常的工作频段主要集中在3GHz以下，这使得频谱资源十分有限，而在高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱资源丰富。高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，它能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。足够量的可用带宽、小型化的天线和设备、较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点，但也存在传输距离短、穿透和绕射能力差、容易受气候环境影响等缺点。射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。