第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5th Generation Mobile Communication Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)5G)是具有高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，5G通訊設(shè)施是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)定義了5G的三大類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，即增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)、超高可靠低時(shí)延通信(uRLLC)和海量機(jī)器類(lèi)通信(mMTC)。

增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)主要面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長(zhǎng)，為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供更加極致的應(yīng)用體驗(yàn);超高可靠低時(shí)延通信(uRLLC)主要面向工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等對(duì)時(shí)延和可靠性具有極高要求的垂直行業(yè)應(yīng)用需求;海量機(jī)器類(lèi)通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用需求。為滿(mǎn)足5G多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景需求，5G的關(guān)鍵性能指標(biāo)更加多元化。ITU定義了5G八大關(guān)鍵性能指標(biāo)，其中高速率、低時(shí)延、大連接成為5G最突出的特征，用戶(hù)體驗(yàn)速率達(dá)1Gbps，時(shí)延低至1ms，用戶(hù)連接能力達(dá)100萬(wàn)連接/平方公里。

一項(xiàng)新技術(shù)概念出現(xiàn)后，在業(yè)界會(huì)出現(xiàn)一個(gè)研究討論的高潮，這是第一個(gè)駝峰。相關(guān)的學(xué)術(shù)論文會(huì)為熱點(diǎn)，成堆的博士碩士依托這項(xiàng)新技術(shù)完成了畢業(yè)論文，雖然很熱鬧，但這僅僅局限在學(xué)術(shù)研討層面上，而在具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面還存在著很多問(wèn)題，或者因成本原因而根本無(wú)法量產(chǎn)。研究討論高潮逐漸降溫，這是第一個(gè)駝峰的下落期，接下來(lái)是低調(diào)務(wù)實(shí)的技術(shù)攻關(guān)，這個(gè)平臺(tái)期可能幾年也可能一二十年，當(dāng)技術(shù)問(wèn)題都解決后，就會(huì)迎來(lái)商家量產(chǎn)和投入市場(chǎng)的熱潮，這就是第二個(gè)駝峰。按照國(guó)際電信聯(lián)盟關(guān)于2020年的規(guī)劃，5年后就要全面進(jìn)入5G了，而到現(xiàn)在核心技術(shù)體系還沒(méi)有確立。

回顧3G技術(shù)發(fā)展史，國(guó)際電信聯(lián)盟于1998年6月30日接收了3G技術(shù)提案，并迎來(lái)了第一個(gè)駝峰期，直到2009年1月7日,工業(yè)和信息化部正式發(fā)放了三張3G牌照，這才進(jìn)入到第二個(gè)駝峰，平臺(tái)期持續(xù)了11年，特別是三張牌照之一的TD-SCDMA，直到2013年才真正成熟，平臺(tái)期長(zhǎng)達(dá)15年，可剛成熟4G時(shí)代就來(lái)臨了。按照“雙駝峰規(guī)律”，5年后將在全球推廣使用的技術(shù)，應(yīng)在2010年左右就迎來(lái)第一個(gè)駝峰，而不會(huì)在2020前的兩三年橫空出世，然后迅速被國(guó)際電信聯(lián)盟確定為全球的5G標(biāo)準(zhǔn)，這違反了一般的技術(shù)發(fā)展規(guī)律，不太可能成真。

移動(dòng)通信傳統(tǒng)工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分擁擠，而在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，可以實(shí)現(xiàn)極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。

高頻段在移動(dòng)通信中的應(yīng)用是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，業(yè)界對(duì)此高度關(guān)注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線(xiàn)和設(shè)備、較高的天線(xiàn)增益是高頻段毫米波移動(dòng)通信的主要優(yōu)點(diǎn)，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環(huán)境影響等缺點(diǎn)。射頻器件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的問(wèn)題也有待進(jìn)一步研究和解決。

監(jiān)測(cè)中心目前正在積極開(kāi)展高頻段需求研究以及潛在候選頻段的遴選工作。高頻段資源雖然目前較為豐富，但是仍需要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，從而使寶貴的頻譜資源得到最優(yōu)配置。

OFDM可以有效地對(duì)抗信道的多徑衰落，具有成熟的多天線(xiàn)技術(shù)，支持靈活的頻率選擇性調(diào)度，這些特性使它能夠高效地支撐4G的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)。

OFDM本身也具有一些缺點(diǎn)，在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景下，它的性能會(huì)受到限制。OFDM較高的帶外泄露不利于碎片化頻譜的場(chǎng)景，需要較大的保護(hù)帶開(kāi)銷(xiāo)。OFDM對(duì)時(shí)頻同步的要求造成了較大的同步信令開(kāi)銷(xiāo)，不利于大連接的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

統(tǒng)一的TTI長(zhǎng)度、CP長(zhǎng)度、子載波間隔等參數(shù)配置不能與用戶(hù)的信道環(huán)境和業(yè)務(wù)類(lèi)型相匹配，在業(yè)務(wù)和信道環(huán)境差異較大的情況下，很難同時(shí)滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。

一、新型多載波技術(shù)

由于未來(lái)5G應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)類(lèi)型的巨大差異，單一的波形很難滿(mǎn)足所有的需求，多種波形技術(shù)將共存，在不同的場(chǎng)景下發(fā)揮著各自的作用。

新型多載波應(yīng)當(dāng)從場(chǎng)景和業(yè)務(wù)的根本需求出發(fā)，以最適合的波形和參數(shù)，為特定業(yè)務(wù)達(dá)到最佳性能發(fā)揮基礎(chǔ)性的作用。為了更好地支撐5G的各種應(yīng)用場(chǎng)景，新型多載波的研究需要關(guān)注多種需求。

新型多載波需要能更好地支持新業(yè)務(wù)。和4G主要關(guān)注移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)不同，5G的業(yè)務(wù)類(lèi)型將更加豐富，尤其是大量物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將涌現(xiàn)，例如低成本大連接的機(jī)器通信業(yè)務(wù)，低時(shí)延高可靠的V2V業(yè)務(wù)等，這些業(yè)務(wù)對(duì)基礎(chǔ)波形提出了新的要求。

新的多載波技術(shù)除了兼顧傳統(tǒng)的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)之外，也需要對(duì)這些物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)具有良好的支持能力。靈活性是對(duì)新型多載波的另外一個(gè)需求，在5G網(wǎng)絡(luò)中，以人為中心的移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)和以機(jī)器為中心的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)同時(shí)存在，它們之間的巨大差異性對(duì)基礎(chǔ)波形的靈活性提出了較高要求。

隨著時(shí)代的不斷更新以及科技的不斷進(jìn)步，通訊時(shí)代已經(jīng)發(fā)展到全面4G時(shí)代，而現(xiàn)如今，熱潮來(lái)襲的5G時(shí)代將要成為全民時(shí)代，第五代移動(dòng)通訊，已成為全球研發(fā)的熱點(diǎn)。

簡(jiǎn)單說(shuō)，5G就是第五代通信技術(shù)，主要特點(diǎn)是波長(zhǎng)為毫米級(jí)，超寬帶，超高速度，超低延時(shí)。1G實(shí)現(xiàn)了模擬語(yǔ)音通信，大哥大沒(méi)有屏幕只能打電話(huà);2G實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音通信數(shù)字化，功能機(jī)有了小屏幕可以發(fā)短信了;3G實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音以外圖片等的多媒體通信，屏幕變大可以看圖片了;4G實(shí)現(xiàn)了局域高速上網(wǎng)，大屏智能機(jī)可以看短視頻了，但在城市信號(hào)好，老家信號(hào)差。

1G~4G都是著眼于人與人之間更方便快捷的通信，而5G將實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、萬(wàn)物互聯(lián)，讓人類(lèi)敢于期待與地球上的萬(wàn)物通過(guò)直播的方式無(wú)時(shí)差同步參與其中。第五代移動(dòng)通信技術(shù)(英語(yǔ)：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，簡(jiǎn)稱(chēng)5G或5G技術(shù))是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，也是即4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系統(tǒng)之后的延伸。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

5G通過(guò)電磁波的方式通訊。電磁波有一個(gè)特點(diǎn)，頻率越高，波長(zhǎng)越短，速率越快，傳輸能力越差。這里面?zhèn)鬏斔俾屎蛡鞑ツ芰Τ上嗷ブ萍s的關(guān)系。如果純粹追求速率的提升，那么理論上把電磁波的頻率提高就可以了。但是會(huì)出現(xiàn)這么一種情況：之前4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋只需要一個(gè)發(fā)射塔，但是換成5G信號(hào)之后，就可能需要4個(gè)或者以上的基站。

基站成本一直是制約5G發(fā)展最大的絆腳石，但同時(shí)也是移動(dòng)設(shè)備運(yùn)營(yíng)的機(jī)會(huì)。設(shè)備多并不可怕，只要有人埋單，羊毛出在羊身上。更何況還可以用微型基地臺(tái)來(lái)取代過(guò)往的大基地臺(tái)，降低成本。也就是說(shuō)，華為和高通這一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，確實(shí)意義非凡。誰(shuí)贏下這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)就意味著贏得海量的5G配套訂單。

5G的技術(shù)創(chuàng)新，主要來(lái)源于無(wú)線(xiàn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩方面。在無(wú)線(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域，大規(guī)模天線(xiàn)陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址和全頻譜接入等技術(shù)，已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn);在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域、基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)取得廣泛共識(shí)。大規(guī)模天線(xiàn)陣列在現(xiàn)有多天線(xiàn)基礎(chǔ)上通過(guò)增加天線(xiàn)數(shù)可支持?jǐn)?shù)十個(gè)獨(dú)立的空間數(shù)據(jù)流，將數(shù)倍提升多用戶(hù)系統(tǒng)的頻譜效率，對(duì)滿(mǎn)足5G系統(tǒng)容量與速率需求起到重要的支撐作用。