5G的概念

　　“5G”代表著移動技術(shù)演進(jìn)和革命，達(dá)到無線生態(tài)系統(tǒng)各個成員迄今發(fā)布的多項高級別目標(biāo)。普遍認(rèn)為5G是一代能讓蜂窩網(wǎng)絡(luò)擴展至全新使用案例和垂直市場的無線技術(shù)。5G技術(shù)還可讓蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入機器世界，它將造福于無人駕駛汽車等，并用來連接數(shù)以百萬計的工業(yè)傳感器，以及各種可穿戴消費電子設(shè)備。

　　“5G”與4G、3G、2G系統(tǒng)均有不同。5G是對現(xiàn)有無線接入技術(shù)（包括2G、3G、4G和WiFi）的技術(shù)演進(jìn)與新增補充性無線接入技術(shù)集成后的解決方案的總稱?；蛘哒f5G將是一個真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。這個融合統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，將提供人與人，人與物，以及物與物之間高速、安全、自由的連接。

　　5G的主要特點

　　●5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將進(jìn)一步扁平化，它將是功能強大的基站疊加一個大服務(wù)器集群。和更加新型化如“C-RAN”架構(gòu)。

　　●5G的基站將更加小型化，可以安裝于各種場景；具備更強大的功能，將去除傳統(tǒng)的匯聚節(jié)點；

　　●5G時的網(wǎng)速極大提升。比4G/LTE的峰值傳輸速率每秒100M快100倍；

　　●5G網(wǎng)絡(luò)要滿足超大帶寬、超高容量、超密站點、超可靠性、隨時隨地接入的要求。

　　5G到底有哪些優(yōu)勢

　　對于數(shù)消費者而言，5G的價值在于它擁有比4gLTE更快的速度（峰值速率可達(dá)幾十Gbps），例如你可以在一秒鐘內(nèi)下載一部高清電影，而4GLTE可能要10分鐘。也正是因為這一得天獨厚的優(yōu)勢，業(yè)界普遍認(rèn)為5G將在無人駕駛汽車、VR以及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

　　和4G相比，5G的提升是全方位的，按照3GPP的定義，5G具備高性能、低延遲與高容量特性，而這些優(yōu)點主要體現(xiàn)在毫米波、小基站、MassiveMIMO、全雙工以及波束成形這五大技術(shù)上。

　　1.毫米波

　　眾所周知，隨著連接到無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量的增加，頻譜資源稀缺的問題日漸突出。至少就現(xiàn)在而言，我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬，這極大的影響了用戶的體驗。

　　那么5G提供的幾十個Gbps峰值速度如何實現(xiàn)呢？眾所周知，無線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜帶寬。5G使用毫米波（26.5-300GHz）就是通過第二種方法來提升速率，以28GHz頻段為例，其可用頻譜帶寬達(dá)到了1GHz，而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則為2GHz。

　　在移動通信的歷史上，這是首次開啟新的頻帶資源。在此之前，毫米波只在衛(wèi)星和雷達(dá)系統(tǒng)上被應(yīng)用，但現(xiàn)在已經(jīng)有運營商開始使用毫米波在基站之間做測試。當(dāng)然，毫米波最大的缺點就是穿透力差、衰減大，因此要讓毫米波頻段下的5G通信在高樓林立的環(huán)境下傳輸并不容易，而小基站將解決這一問題。

　　2.小基站

　　毫米波的穿透力差并且在空氣中的衰減很大，但因為毫米波的頻率很高，波長很短，這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎(chǔ)。可以預(yù)見的是，未來5G移動通信將不再依賴大型基站的布建架構(gòu)，大量的小型基站將成為新的趨勢，它可以覆蓋大基站無法觸及的末梢通信。

　　因為體積的大幅縮小，我們設(shè)置可以在250米左右部署一個小基站，這樣排列下來，運營商可以在每個城市中部署數(shù)千個小基站以形成密集網(wǎng)絡(luò)，每個基站可以從其它基站接收信號并向任何位置的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)然，你大可不必?fù)?dān)心功耗問題，小基站不僅在規(guī)模上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大基站，功耗上也大大縮小了。除了通過毫米波廣播之外，5G基站還將擁有比現(xiàn)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站多得多的天線，也就是MassiveMIMO技術(shù)。

　　3.MassiveMIMO

　　現(xiàn)有的4G基站只有十幾根天線，但5G基站可以支持上百根天線，這些天線可以通過MassiveMIMO技術(shù)形成大規(guī)模天線陣列，這就意味著基站可以同時從更多用戶發(fā)送和接收信號，從而將移動網(wǎng)絡(luò)的容量提升數(shù)十倍倍或更大。

　　MIMO（Multiple-InputMultiple-Output）的意思是多輸入多輸出，實際上這種技術(shù)已經(jīng)在一些4G基站上得到了應(yīng)用。但到目前為止，MassiveMIMO僅在實驗室和幾個現(xiàn)場試驗中進(jìn)行了測試。

　　隆德大學(xué)教授OveEdfors曾指出，“MassiveMIMO開啟了無線通訊的新方向——當(dāng)傳統(tǒng)系統(tǒng)使用時域或頻域為不同用戶之間實現(xiàn)資源共享時，MassiveMIMO則導(dǎo)入了空間域（spatialdomain）的途徑，其方式是在基地臺采用大量的天線以及為其進(jìn)行同步處理，如此則可同時在頻譜效益與能源效率方面取得幾十倍的增益。”毋庸置疑，MassiveMIMO是5G能否實現(xiàn)商用的關(guān)鍵技術(shù)，但是多天線也勢必會帶來更多的干擾，而波束成形就是解決這一問題的關(guān)鍵。

　　4.波束成形

　　MassiveMIMO的主要挑戰(zhàn)是減少干擾，但正是因為MassiveMIMO技術(shù)每個天線陣列集成了更多的天線，如果能有效地控制這些天線，讓它發(fā)出的每個電磁波的空間互相抵消或者增強，就可以形成一個很窄的波束，而不是全向發(fā)射，有限的能量都集中在特定方向上進(jìn)行傳輸，不僅傳輸距離更遠(yuǎn)了，而且還避免了信號的干擾，這種將無線信號（電磁波）按特定方向傳播的技術(shù)叫做波束成形（beamforming）。

　　5.全雙工

　　全雙工技術(shù)是指設(shè)備的發(fā)射機和接收機占用相同的頻率資源同時進(jìn)行工作，使得通信兩端在上、下行可以在相同時間使用相同的頻率，突破了現(xiàn)有的頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）模式，這是通信節(jié)點實現(xiàn)雙向通信的關(guān)鍵之一，也是5G所需的高吞吐量和低延遲的關(guān)鍵技術(shù)。

　　5G的關(guān)鍵技術(shù)

　　1）大規(guī)模天線陣列技術(shù)或新型多天線技術(shù)

　　大規(guī)模天線陣列技術(shù)是提升系統(tǒng)頻譜效率的最重要技術(shù)手段之一，對滿足5G系統(tǒng)容量和速率需求將起到重要支撐作用。多天線技術(shù)經(jīng)歷了從無源到有源，從二維（2D）到3維（3D），從高階MIMO（多輸入多輸出）到大規(guī)模陣列，可使頻譜效率提升數(shù)10倍甚至更高，是5G技術(shù)重要的研究方向之一。

　　有源天線陣列的引入使基站側(cè)的協(xié)作天線數(shù)量達(dá)到128根，還可以將原來的2D天線陣列拓展成3D陣列，形成3D-MIMO技術(shù)。可支持多用戶波束職能賦型，減少用戶間干擾，進(jìn)一步改善無線信號覆蓋性能。

　　正在研究的課題包括對大規(guī)模天線信道的測量與建模、陣列設(shè)計與校準(zhǔn)導(dǎo)頻信道、碼本及犯規(guī)機制研究等。進(jìn)一步研究容納更多用戶的空分多址（SDMA）技術(shù)，以顯著降低發(fā)射功率，實現(xiàn)綠色節(jié)能，提升覆蓋能力。

　　2）超密集組網(wǎng)技術(shù)

　　超密集網(wǎng)絡(luò)能改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋，大幅提升系統(tǒng)容量，并對業(yè)務(wù)進(jìn)行分流，網(wǎng)絡(luò)部署更靈活，頻率復(fù)用更高效，是滿足5G千倍容量增長需求的最主要手段之一。

　　在未來5G通信中，網(wǎng)絡(luò)走向更多元化、寬帶化、綜合化、智能化。隨著智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量將井噴式增長。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將主要分布在室內(nèi)和熱點地區(qū)，這將使超密集網(wǎng)絡(luò)成為實現(xiàn)5G的主要手段之一。未來面向高頻段大寬帶，將采取更加密集的網(wǎng)絡(luò)方案，部署的小小區(qū)／扇區(qū)將高達(dá)100個以上。與此同時，愈加密集的網(wǎng)絡(luò)部署也使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓訌?fù)雜，小區(qū)干擾已成為制約系統(tǒng)的重要因素，必須著力解決這一問題。

　　3）新型多址技術(shù)

　　新型多址技術(shù)通過發(fā)送信號的疊加傳輸來提升系統(tǒng)的接入能力，能有效支撐5G網(wǎng)絡(luò)千億設(shè)備連接需求。

　　目前，“同時同頻雙工”技術(shù)已引起業(yè)界的廣泛注意，它是在相同的頻譜上通信的收發(fā)雙方同時發(fā)射和接收信號。全雙工能夠突破TDD（時分雙工）、FDD（頻分雙工）方式的頻譜資源使用限制，使頻譜資源的使用更加靈活。與傳統(tǒng)的TDD、FDD雙工相比，“同時同頻雙工”技術(shù)在理論上可以使頻譜效率提高1倍。

　　全雙工技術(shù)需要極高的干擾消除能力，對干擾消除技術(shù)提出了極大挑戰(zhàn)。在多天線及組網(wǎng)情況下，全雙工的難度更大。相鄰小區(qū)的同頻干擾也是影響“同時同頻雙工”技術(shù)實現(xiàn)的因素之一。此外，全頻譜接入技術(shù)也是需要研發(fā)的課題，該技術(shù)將有效利用各類頻譜資源，有效緩解5G網(wǎng)絡(luò)對頻譜資源的巨大需求。

　　4）D2D（Device-to-Device）通信技術(shù)

　　D2D通信是指兩個對等的用戶節(jié)點之間直接進(jìn)行通信的一種通信方式。在由D2D通信用戶組成的分布式網(wǎng)絡(luò)中，每個用戶節(jié)點都能發(fā)送和接收信號，并具有自動路由功能。

　　傳統(tǒng)的蜂窩天線系統(tǒng)的組網(wǎng)方式是以基站為中心實現(xiàn)小區(qū)覆蓋，基站和總基站是無法移動的。隨著無線多媒體業(yè)務(wù)的不斷增多，傳統(tǒng)的以基站為中心的業(yè)務(wù)提供方式已經(jīng)無法滿足海量用戶在不同環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求。

　　D2D通信技術(shù)無需借助基站就可實現(xiàn)終端間的直接通信，拓寬了網(wǎng)絡(luò)連接和接入方式。在D2D通信網(wǎng)絡(luò)中，用戶節(jié)點同時扮演服務(wù)器和客戶端的角色，用戶能夠意識到彼此的存在，自組織地構(gòu)成一個虛擬或者實際的群體。

　　D2D通信是短距離直接通信，具有高信道質(zhì)量、高數(shù)據(jù)、高速率、低時延、低功耗的特點。廣泛分布的終端能改善覆蓋，實現(xiàn)頻譜資源的高效利用；支持更靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和連接方式，提升鏈路靈活性和網(wǎng)絡(luò)可靠性。

　　D2D的方案有廣播、組播、單播，未來還將研發(fā)其增強技術(shù)，包括基于D2D的中繼技術(shù)、多天線技術(shù)、聯(lián)合編碼技術(shù)等。

　　5）更加扁平化的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和C-RAN研究

　　5G網(wǎng)絡(luò)將基于SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）、云計算及C-RAN等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)更加靈活、智能、高效、開放的，以用戶為中心的新型網(wǎng)絡(luò)。

　　當(dāng)前的LTE接入網(wǎng)采取網(wǎng)絡(luò)扁平化設(shè)計，減少了系統(tǒng)時延，降低了建網(wǎng)成本和維護(hù)成本。5G可能采取C-RAN接入網(wǎng)架構(gòu)。

　　C-RAN是基于集中化處理、協(xié)作無線電、實時云計算的綠色無線接入網(wǎng)架構(gòu)，其基本思想是通過充分利用低成本高速光傳輸，直接在遠(yuǎn)端天線與集中化的中心節(jié)點間傳遞無線信號，以構(gòu)建覆蓋上百個基站服務(wù)區(qū)域，甚至上百平方公里的無線接入系統(tǒng)。

　　C-RAN架構(gòu)適用于協(xié)同技術(shù)，能夠減少干擾，降低功率，提升頻譜效率。實現(xiàn)動態(tài)智能化組網(wǎng)，有利于降低成本，便于維護(hù)和減少運營支出。目前的研究內(nèi)容包括C-RAN的架構(gòu)和功能，如基帶池、RRU（射頻拉遠(yuǎn)模塊）接口定義以及基于C-RAN的更緊密協(xié)作（如基站族、虛擬小區(qū)等）。

　　6）高頻段需求潛在候選頻段研究

　　傳統(tǒng)蜂窩頻段（sub-6GHz）的頻譜將無法滿足未來指數(shù)級增長的需求。因此，正在研究超過6GHz的頻段，以便測試在6GHz以上頻率分配部署無線接入的可行性。

　　全球6GHz以下的總頻譜約為數(shù)百MHz，而20GHz以上的潛在頻譜則是數(shù)十GHz。掌握這些頻譜對實現(xiàn)真正互聯(lián)的5G愿景來說至關(guān)重要。

　　中國通信5g信號什么時候出

　　資料顯示，2017年12月我國已完成非獨立組網(wǎng)NSA的5G國際標(biāo)準(zhǔn)。中國通信企業(yè)貢獻(xiàn)給3GPP關(guān)于5G的標(biāo)準(zhǔn)提案，占到了全部提案的四成。其中華為主導(dǎo)的極化碼控制信道編碼方案作為5G核心技術(shù)，也已寫入國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　總結(jié)來看，三大運營商在5G部署上都有著各自的節(jié)奏，但基本鎖定在2019年。

　　iphone支持5g網(wǎng)絡(luò)嗎

　　5G網(wǎng)絡(luò)作為下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)，其最高理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，這比現(xiàn)行4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，整部超高畫質(zhì)電影可在1秒之內(nèi)下載完成。

　　從2G到3G，再到我們現(xiàn)在普遍使用的4G時代，互聯(lián)網(wǎng)變化還是很快的。所以，5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)也將會徹底改變我們的網(wǎng)絡(luò)體驗，它將有更快的速度和更廣的覆蓋范圍。就這一點來說，還是很讓人期待的。但從流量角度來看，網(wǎng)友都表示用不起??！

　　那么話說回來，iphone有支持5g網(wǎng)絡(luò)的手機型號了嗎？就目前蘋果發(fā)布的機型來看，目前沒有一部iphone是支持5G網(wǎng)絡(luò)的。