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一、什么是5G
想要說清楚什么是5G，要從一個“神奇的公式”說起。就是這個超簡單的公式，蘊含了我們無線通信技術的博大精深。。。
無論是往事隨風的1G、2G、3G，還是意氣風發的4G、5G，說來說去，都是在這個數學公式上做文章。且聽我慢慢道來。有線？無線？……通信技術，無論什么黑科技白科技，只分兩種——有線通信和無線通信我和你打電話，信息數據要么在空中傳播（看不見、摸不著），要么在實物上傳播（看得見、摸得著）。
在有線介質上傳播數據，想要高速很容易。實驗室中，單條光纖最大速度已達到了26Tbps。是傳統網線的兩萬六千倍。而空中傳播這部分，才是移動通信的瓶頸所在。
所以，5G重點是研究無線這部分的瓶頸突破。好大一個波。大家都知道，電波和光波都屬于電磁波。電磁波的頻率資源有限，根據不同的頻率特性，有不同的用途。
我們目前主要使用電波進行通信。當然，光波通信也在崛起，例如可見光通信LiFi（LightFidelity）不偏題，回到電波先。電波屬于電磁波的一種，它的頻率資源也是有限的。為了避免干擾和沖突，我們在電波這條公路上進一步劃分車道，分配給不同的對象和用途。
大家注意上面圖中的紅色字體。一直以來，我們主要是用中頻~超高頻進行手機通信的。例如經常說的“GSM900”、“CDMA800”，其實就是工作頻段900MHz和800MHz的意思。目前主流的4G LTE，屬于超高頻和特高頻。我們國家主要使用超高頻：
隨著1G、2G、3G、4G的發展，使用的頻率是越來越高的。為什么呢？因為頻率越高，速度越快。又為什么呢？因為頻率越高，車道（頻段）越寬。
車道按指數級擴大
更高的頻率→更大的帶寬→更快的速度。5G的頻段具體是多少呢？上個月，我們國家工信部下發通知，明確了我國的5G初始中頻頻段：3.3-3.6GHz、4.8-5GHz兩個頻段。同時，24.75-27.5GHz、37-42.5GHz高頻頻段正在征集意見。前，國際上主要使用28GHz進行試驗（這個頻段也有可能成為5G最先商用的頻段）。如果按28GHz來算，根據前文我們提到的公式：好啦，這個就是5G的第一個技術特點——毫米波。既然，頻率高這么好，你一定會問：“為什么以前我們不用高頻率呢？”原因很簡單——不是不想用。是用不起。
電磁波的一個顯著特點：頻率越高（波長越短），就越趨近于直線傳播（繞射能力越差）。而且，頻率越高，傳播過程中的衰減也越大。你看激光筆（波長635nm左右），射出的光是直的吧，擋住了就過不去了。再看衛星通信和GPS導航（波長1cm左右），如果有遮擋物，就沒信號了吧。而且，衛星那口大鍋，必須校準瞄著衛星的方向。稍微歪一點，都會有影響。如果5G用高頻段，那么它最大的問題，就是覆蓋能力會大幅減弱。
覆蓋同一個區域，需要的基站數量將大大超過4G。這就是為什么這些年，電信、移動、聯通為了低頻段而爭得頭破血流。基站就是要花錢買的啊。能不玩命爭取么。有的頻段甚至被稱為——黃金頻段。這也是為什么5G時代，運營商拼命懟設備商。甚至威脅要自己研發通信設備。所以，基于以上原因。在高頻率的前提下，為了減輕覆蓋方面的成本壓力，5G必須尋找新的出路。
首先，是微基站。基站有兩種，微基站和宏基站?？疵志椭溃⒒竞苄。昊竞艽?！以前都是大的基站，建一個覆蓋一大片 。以后更多的將是微基站，到處都裝，隨處可見。
微基站 看上去是不是很酷炫？
微基站的造型有很多種，靈活地與周圍的環境相融合（偽裝），不會讓用戶在心理上產生不適。基站對人體健康不會造成影響。而且，恰好相反，其實基站數量越多，輻射反而越小！你想一下，冬天，一群人的房子里，一個大功率取暖器好，還是幾個小功率取暖器好？
大功率方案
小功率方案
基站越小巧，數量越多，覆蓋就越好，速度就越快。天線去哪了？ 大家有沒有發現，以前大哥大都有很長的天線，早期的手機也有突出來的小天線，為什么后來我們就看不到帶天線的手機了？有人說，是因為信號好了，不需要天線了。其實不對。信號再好，也不能沒有天線。更主要的原因是——天線變小了。
根據天線特性，天線長度應與波長成正比，大約在1/10~1/4之間。
頻率越高，波長越短，天線也就跟著變短啦！毫米波，天線也變成毫米級。這就意味著，天線完全可以塞進手機的里面，甚至可以塞很多根。這就是5G的第三大殺手锏——Ｍassive MIMO
MIMO就是“多進多出”（Multiple-Input Multiple-Output），多根天線發送，多根天線接收。在LTE時代就已經有MIMO了，5G繼續發揚光大，變成了加強版的Massive MIMO（Massive：大規模的，大量的）。手機都能塞好多根，基站就更不用說了。
以前的基站，天線就那么幾根。5G時代，就不是按根來算了，是按“陣”?！疤炀€陣列”。天線多得排成陣了。一眼看去一大片的節奏。不過，天線之間的距離也不能太近。因為天線特性要求，多天線陣列要求天線之間的距離保持在半個波長以上。
不要問我為什么，去問科學家。大家都見過燈泡發光吧？ 其實，基站發射信號的時候，就有點像燈泡發光。信號是向四周發射的，對于光，當然是照亮整個房間，如果只是想照亮某個區域或物體，那么，大部分的光都浪費了?；疽彩且粯?，大量的能量和資源都浪費了。
我們能不能找到一只無形的手，把散開的光束縛起來呢？這樣既節約了能量，也保證了要照亮的區域有足夠的光。答案是：可以。這就是——波束賦形
在基站上布設天線陣列，通過對射頻信號相位的控制，使得相互作用后的電磁波的波瓣變得非常狹窄，并指向它所提供服務的手機，而且能跟據手機的移動而轉變方向。這種空間復用技術，由全向的信號覆蓋變為了精準指向性服務，波束之間不會干擾，在相同的空間中提供更多的通信鏈路，極大地提高基站的服務容量。
直的都能掰成彎的。還有什么是通信磚家干不出來的？在目前的通信網絡中，即使是兩個人面對面撥打對方的手機（或手機對傳照片），信號都是通過基站進行中轉的，包括控制信令和數據包。
而在5G時代，這種情況就不一定了。5G的第五大特點——D2D，也就是Device to Device。
5G時代，同一基站下的兩個用戶，如果互相進行通信，他們的數據將不再通過基站轉發，而是直接手機到手機。這樣，就節約了大量的空中資源，也減輕了基站的壓力。不過，如果你覺得這樣就不用付錢，那你就圖樣圖森破了。
控制消息還是要從基站走的，而且用著頻譜資源，運營商爸爸怎么可能放過你。通信技術并不神秘，5G作為通信技術皇冠上最耀眼的寶石，也不是什么遙不可及的創新革命技術，它更多是對現有通信技術的演進。正如一位高人所說——通信技術的極限，并不是技術工藝方面的限制，而是建立在嚴謹數學基礎上的推論，在可以遇見的未來是基本不可能突破的。
如何在科學原理的范疇內，進一步發掘通信的潛力，是通信行業眾多奮斗者們孜孜不倦的追求。
二、12個問題帶你全面認識5G
1. 什么是5G？
5G是第五代移動網絡。它是繼1G，2G，3G和4G網絡之后的新的全球無線標準。5G啟用了一種新型網絡，該網絡旨在將幾乎每個人和所有事物（包括機器，對象和設備）連接在一起。
5G無線技術旨在為更多用戶提供更高的多Gbps峰值數據速度，超低延遲，更高的可靠性，龐大的網絡容量，更高的可用性以及更統一的用戶體驗。更高的性能和更高的效率賦予了新的用戶體驗并連接了新的行業。
2. 誰發明了5G？
沒有人或個人擁有5G，但是移動生態系統中有幾家公司為實現5G做出了貢獻。高通公司在發明許多基礎技術方面發揮了重要作用，這些基礎技術推動了行業發展并構成了下一個無線標準5G。
我們是第三代合作伙伴計劃（3GPP）的核心，第三代合作伙伴計劃（3GPP）是定義3G UMTS（包括HSPA），4G LTE和5G技術的全球規范的行業組織。
從空中接口到服務層，3GPP正在推動5G設計各個方面的許多重要發明。3GPP 5G的其他成員還包括基礎架構供應商，組件/設備制造商，移動網絡運營商和垂直服務提供商。
3. 5G有哪些技術？
5G基于OFDM（正交頻分復用），OFDM是一種跨多個不同通道調制數字信號以減少干擾的方法。5G使用5G NR空中接口以及OFDM原理。5G還使用更寬的帶寬技術，例如6 GHz以下和mmWave。
像4G LTE一樣，5G OFDM也基于相同的移動網絡原理進行操作。但是，新的5G NR空中接口可以進一步增強OFDM，以提供更高程度的靈活性和可擴展性。對于各種不同的用例，這可以為更多的人和事物提供更多的5G接入。
5G將通過擴大頻譜資源的使用范圍（從4G中使用的低于3 GHz到100 GHz或更高）來帶來更寬的帶寬。5G可以在較低頻段（例如，低于6 GHz）和mmWave（例如，24 GHz及更高）中運行，這將帶來極高的容量，多Gbps吞吐量和低延遲。
5G不僅旨在提供比4G LTE更快，更好的移動寬帶服務，而且還可以擴展到新的服務領域，例如關鍵任務通信和連接大規模物聯網。許多新的5G NR空中接口設計技術（例如新的自包含TDD子幀設計）都可以實現這一點。
4. 5G有何不同？
前幾代移動網絡是1G，2G，3G和4G。
第一代-1G：1980年代：1G提供了模擬語音。
第二代-2G：1990年代初期：2G引入了數字語音（例如CDMA-碼分多址）。
第三代-3G：2000年代初期：3G帶來了移動數據（例如CDMA2000）。
第四代-4G LTE：2010年代：4G LTE迎來了移動寬帶時代。
1G，2G，3G和4G都導致了5G，其目的是提供比以往更多的連接性。5G是一個統一的，功能更強大的空中接口。它的設計具有擴展的功能，可實現下一代用戶體驗，支持新的部署模型并提供新的服務。
5G具有高速，卓越的可靠性和可忽略的延遲，它將把移動生態系統擴展到新的領域。5G將影響每個行業，使更安全的運輸，遠程醫療保健，精準農業，數字化物流等成為現實。
5. 5G是否比4G更好？
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5G會比4G更好的原因有很多：
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5G比4G快得多
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5G的容量比4G更多
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5G的延遲明顯低于4G
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5G是一個統一的平臺，比4G的功能更強大
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5G使用的頻譜優于4G
5G是比4G更強大的統一平臺。盡管4G LTE專注于提供比3G快得多的移動寬帶服務，但5G旨在成為一個統一的，功能更強大的平臺，不僅可以提升移動寬帶體驗，還可以支持關鍵任務通信和大規模物聯網等新服務。5G還可以本地支持所有頻譜類型（許可，共享，非許可）和頻段（低，中，高），廣泛的部署模型（從傳統的宏小區到熱點）以及新的互連方式（例如設備） -to-device和多跳網格）。
5G使用的頻譜優于4G。5G還旨在從各種可用的頻譜監管范式和頻段中充分利用頻譜的每一位-從低于1 GHz的低頻段到從1 GHz到6 GHz的中頻段，再到稱為毫米波的高頻段（毫米波）。
5G比4G快。5G可能比4G快得多，可提供高達20 Gbps的峰值數據速率和100+ Mbps的平均數據速率。
5G比4G具有更大的容量。5G旨在支持將流量容量和網絡效率提高100倍。
5G的延遲低于4G。5G具有顯著更低的延遲，可提供更多的即時實時訪問：端到端延遲降低了10倍，降至1ms。
6. 5G會對全球經濟造成什么影響？
5G正在推動全球增長。13.1萬億美元的全球經濟產出2280萬的新就業機會未來15年每年$ 265B的全球5G CAPEX和R＆D通過一項具有里程碑意義的5G經濟研究，我們發現，到2035年，全球可能會實現5G的全部經濟效應，這將支持廣泛的行業，并可能帶來高達13.1萬億美元的商品和服務。
這種影響遠大于前幾代網絡。新的5G網絡的發展要求也已從傳統的移動網絡參與者擴展到汽車行業等行業。該研究還顯示，5G價值鏈（包括OEM，運營商，內容創建者，應用開發者和消費者）僅可支持多達2280萬個工作崗位，或在中國北京每個人提供一個以上的工作崗位。并且有許多新興的和新的應用程序仍將在將來定義。只有時間才能證明對經濟的完全“ 5G效應”將是什么。
7. 5G將如何影響我？
5G可能會徹底改變我們生活的許多方面，為我們提供新的旅行方式，新的娛樂方式，以及醫生拯救我們生命的新方式。如果5G實現了它所宣揚的好處，它可以為我們生活的許多方面帶來顯著的效率和成本節約。
5G正在全球許多國家緩慢推廣，英國、歐洲和美國的大多數主要移動網絡都提供服務。像之前推出的3G和4G一樣，5G將首先在人口最稠密的地區推出，然后覆蓋范圍慢慢擴大到每個國家的大多數地區。
5G承諾不僅在我們的移動設備上實現更快的互聯網速度，這樣我們就不必等待視頻緩沖，它開啟了一個需要更快連接的新技術世界。
8. 5G在哪里使用？
從廣義上講，5G可用于三種主要的連接服務類型，包括增強型移動寬帶，關鍵任務通信和大規模物聯網。5G的一項定義功能是為前向兼容性而設計，即能夠靈活支持當今未知的未來服務的能力。
增強的移動寬帶：除了使我們的智能手機更好之外，5G移動技術還可以帶來更快，更統一的數據速率，更低的延遲和更低的每位成本的VR和AR等沉浸式體驗。
關鍵任務通信：5G可以通過超可靠，可用，低延遲的鏈接（如關鍵基礎設施，車輛和醫療程序的遠程控制）來啟用可改變行業的新服務。
大規模物聯網：5G旨在通過降低數據速率，功率和移動性的能力無縫連接幾乎所有事物中的大量嵌入式傳感器，從而提供極其精簡和低成本的連接解決方案。
9. 5G有多快？
5G旨在根據IMT-2020要求提供高達20 Gbps的峰值數據速率。Qualcomm?Snapdragon?X65是Qualcomm Technologies的旗艦5G解決方案，旨在實現高達10 Gbps的下行鏈路峰值數據速率。
但是5G不僅僅是速度有多快。除了更高的峰值數據速率，5G還旨在通過擴展到新的頻譜（例如mmWave）來提供更多的網絡容量。
5G還可以提供更低的延遲，以實現更快速的響應，并可以提供整體上更加統一的用戶體驗，從而即使用戶四處移動時，數據速率也始終保持較高水平。新的5G NR移動網絡得到了千兆LTE覆蓋基礎的支持，該基礎可以提供無所不在的千兆級連接。
10. 5G如何工作？
與4G LTE一樣，5G也是基于OFDM（正交頻分復用）的，并且將基于相同的移動網絡原理進行操作。但是，新的5G NR（新無線電）空中接口將進一步增強OFDM，以提供更高程度的靈活性和可擴展性。
與4G LTE相比，5G不僅將提供更快，更好的移動寬帶服務，而且還將擴展到新的服務領域，例如關鍵任務通信和連接大規模物聯網。許多新的5G NR空中接口設計技術（例如新的自包含TDD子幀設計）都可以實現這一點。
11. 5G現在可以用了嗎？
是的，今天5G已經在這里了，全球運營商已在2019年初開始推出新的5G網絡。此外，所有主要的手機制造商都在將5G手機商業化。很快，更多的人將可以訪問5G。
5G已在60多個國家/地區部署，并且還在不斷增加。與4G相比，我們看到了更快的推出和采用。消費者對高速和低延遲感到非常興奮。但是5G不僅提供了關鍵任務服務，增強的移動寬帶和大規模物聯網功能，還超越了這些優勢。盡管很難預測何時每個人都可以使用5G，但我們看到5G推出的第一年勢頭強勁，我們預計會有更多國家在2020年及以后推出其5G網絡。
12. 如果我要用5G，是否需要更換手機
是的，如果您希望能夠使用網絡，則需要購買支持5G的新智能手機。例如，由Snapdragon 5G移動平臺提供支持的智能手機是5G兼容的。
有幾款新手機設計用于支持5G，并且全球有多家運營商都支持5G無線網絡。隨著5G推出時間表的進展，隨著5G技術和5G兼容設備成為主流，更多的智能手機和運營商訂閱將變得可用。
