5G网络

第五代移动通信技术（英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU）^[1] 。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。

2019年10月31日，三大运营商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。^[2] 

近年来，第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点。5G的发展主要有两个驱动力。一方面以长期演进技术为代表的第四代移动通信系统4G已全面商用，对下一代技术的讨论提上日程；另一方面，移动数据的需求爆炸式增长，现有移动通信系统难以满足未来需求，急需研发新一代5G系统^[1] 。

5G的发展也来自于对移动数据日益增长的需求。随着移动互联网的发展，越来越多的设备接入到移动网络中，新的服务和应用层出不穷，全球移动宽带用户在2018年有望达到90亿，到2020年，预计移动通信网络的容量需要在当前的网络容量上增长1000倍。移动数据流量的暴涨将给网络带来严峻的挑战。首先，如果按照当前移动通信网络发展，容量难以支持千倍流量的增长，网络能耗和比特成本难以承受；其次，流量增长必然带来对频谱的进一步需求，而移动通信频谱稀缺，可用频谱呈大跨度、碎片化分布，难以实现频谱的高效使用；此外，要提升网络容量，必须智能高效利用网络资源，例如针对业务和用户的个性进行智能优化，但这方面的能力不足；最后，未来网络必然是一个多网并存的异构移动网络，要提升网络容量，必须解决高效管理各个网络，简化互操作，增强用户体验的问题。为了解决上述挑战，满足日益增长的移动流量需求，亟需发展新一代5G移动通信网络^[1] 。

1、技术原理

　　三星电子通过研究和试验表明，在28GHz的超高频段，以每秒1Gb以上的速度，成功实现了传送距离在2Km范围内的数据传输。此前，世界上没有一个企业或机构开发出在6GHz以上的超高频段实现每秒Gb级以上的数据传输技术，这是因为难以解决超高频波长短带来的数据损失大，传送距离短等难题。

　　三星电子利用64个天线单元的自适应阵列传输技术，使电波的远距离输送成为可能，并能实时追踪使用者终端的位置，实现数据的上下载交换。超高频段数据传输技术的成功，不仅保证了更高的数据传输速度，也有效解决了目前移动通信波段资源几近枯竭的问题。

2、研发进展

　　2014年5月13日，三星电子宣布，其已率先开发出了首个基于5G核心技术的移动传输网络，并表示将在2020年之前进行5G网络的商业推广。^[1]

　　2020年三星电子计划实现该技术的商用化为目标，全面研发5G移动通信核心技术。随着三星电子研发出这一技术，世界各国的第五代移动通信技术的研究将更加活跃，其国际标准的出台和商用化也将提速。

3、主要功能

　　5G网络的主要目标是让终端用户始终处于联网状态。5G网络将来支持的设备远远不止是智能手机——它还要支持智能手表、健身腕带、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。5G网络是指下一代无线网络。5G网络将是4G网络的真正升级版，它和基本要求并不同于今天的无线网络。

传输速率

　　5G网络作为下一代移动通信网络，其最高理论传输速度可达每秒数十Gb，这比现行4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。随着5G技术的诞生，用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质（UHD）节目的时代已向我们走来。

　　其5G网络已成功在28千兆赫(GHz)波段下达到了1Gbps，相比之下，当前的第四代长期演进(4G LTE)服务的传输速率仅为75Mbps。而此前这一传输瓶颈被业界普遍认为是一个技术难题，而三星电子则利用64个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题。^[1]

　　未来5G网络的传输速率最高可达10Gbps，这意味着手机用户在不到一秒时间内即可完成一部高清电影的下载。^[1]

　　5G网络意味着超快的数据传输速度。2013年5月，三星宣称，它的即将推出的5G技术每秒能够传输超过1G的数据。相对而言，现在相对较快的LTE网络每秒可传输大约60M的数据，这大约相当于0.05G。这样的无线网络速度将比你用任何智能手机体验到的速度都要快很多。谷歌宣称，即使以每秒1G的速度，也能够用不到两分钟的时间下载一部全高清的电影。^[2]

智能设备

　　5G网络中看到的最大的改进之处是它能够灵活地支持各种不同的设备。除了支持手机和平板电脑外，5G网络将还需要支持可佩戴式设备，例如健身跟踪器和智能手表、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。

　　在一个给定的区域内支持无数台设备，这就是科学家的设计目标。在未来，每个人将需要拥有10-100台设备为其服务。不过科学家目前很难弄清楚支持所有这些设备到底需要多大的数据容量。^[2]

网络链接

　　5G网络不仅要支持更多的数据，而且要支持更多的使用率。5G网络，改善端到端性能将是另一个重大的课题。端到端性能是指智能手机的无线网络与搜索信息的服务器之间保持连接的状况。

　　在发送短信或浏览网页的时候，在观看网络视频时，如果发现视频播放不流畅甚至停滞，这很可能就是因为端到端网络连接较差的缘故。^[2]

电池寿命

　　下一代无线网络还将会带来智能手机和移动设备电池寿命的大幅提升。因为有很多较小的任务需要应用程序不停歇地运行。电子邮件应用程序会反反复复向服务器发送请求信息，查核是否有新的电子邮件到来。

　　现在有很多应用程序会不断地发送些短小的信息，请求信息虽然短小，但是它们会随着时间的推移不断地蚕食手机的电池电量。在贝尔实验室的团队有一项任务就是找出处理这些请求信息的更好的办法。如果能够处理好这些信息，那么我就能极大地提升平板电脑的电池寿命。^[2]

4、发展前景

　　三星在5G网络上的取代技术突破，将给全球5G网络研发带来活力，并推动其商业化进程，同时有助于5G网络技术国际标准的制定。^[1]

　　为抢占未来市场，当前全球多个国家已竞相展开5G网络技术开发，中国和欧盟正在投入大量资金用于5G网络技术的研发。^[1]

　　当前全球多个国家已竞相展开5G网络技术开发，中国和欧盟都为此投入了大量资金和研发力量。三星在5G网络上取得的技术突破，将进一步加剧全球5G网络研发的竞争，加速其商业化进程。三星电子DMC研究所有关专家表示，随着移动网络数据传输速度的突飞猛进，画质超过全高清4倍-8倍的超高清（UHD）影像以及3D立体影像制作业也将迎来发展的新时期。

5、技术测试

　　2014年7月，爱立信宣布，在5G无线技术一项无线测试中，传输速度最高达到了5Gbps。无线传输速度达到5Gbps，意味着比今天的LTE连接标准快了250倍，标志着无线传输速度再创新纪录。这一传输速度，无论对于智能手机，还是汽车、医疗和其他设备而言，均将受益于此。网络达到5Gbps速度，下载一部50GB的电影仅需80秒钟，而这一速度为谷歌光纤1Gbps传输速度的5倍。^[3]

　　据悉，爱立信曾与日本的NTT Docomo、韩国的SK Telecom展开过5G网络测试。爱立信表示，鉴于当前北美市场LTE网络的高普及率，5G网络可能会率先达到这一市场，但截至目前，北美市场尚无运营商对5G网络进行任何承诺。^[3]

2015年9月7日，美国移动运营商Verizon无线公司宣布，将从2016年开始试用5G网络，2017年在美国部分城市全面商用。^[8] 中国5G技术研发试验将在2016-2018年进行，分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。^[9] 

从发展态势看，5G还处于技术标准的研究阶段，后来几年4G还将保持主导地位、实现持续高速发展。但5G有望2020 年正式商用。^[10] 

2017年2月9日，国际通信标准组织3GPP宣布了“5G”的官方 Logo。^[11] 

2017年11月15日，工信部发布《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》，确定5G中频频谱，能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求。^[12] 

2017年11月下旬中国工信部发布通知，正式启动5G技术研发试验第三阶段工作，并力争于2018年年底前实现第三阶段试验基本目标。^[13] 

2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR首发版本正式冻结并发布。^[14] 

2017年12月，发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》，要求2018年将在不少于5个城市开展5G规模组网试点，每个城市5G基站数量不少50个、全网5G终端不少于500个。^[15] 

2018年2月23日，在世界移动通信大会召开前夕，沃达丰和华为宣布，两公司在西班牙合作采用非独立的3GPP 5G新无线标准和Sub6 GHz频段完成了全球首个5G通话测试。^[16] 

2018年2月27日，华为在MWC2018大展上发布了首款3GPP标准5G商用芯片巴龙5G01和5G商用终端，支持全球主流5G频段，包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频)，理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率。^[17] 

2018年6月13日，3GPP 5G NR标准 SA（Standalone，独立组网）方案在3GPP第80次TSG RAN全会正式完成并发布，这标志着首个真正完整意义的国际5G标准正式出炉。^[18] 

2018年6月14日，3GPP全会（TSG#80）批准了第五代移动通信技术标准（5G NR）独立组网功能冻结。加之2017年12月完成的非独立组网NR标准，5G已经完成第一阶段全功能标准化工作，进入了产业全面冲刺新阶段。^[19] 

2018年6月28日，中国联通公布了5G部署：将以SA为目标架构，前期聚焦eMBB，5G网络计划2020年正式商用。^[20] 

2018年8月2日，奥迪与爱立信宣布，计划率先将5G技术用于汽车生产。在奥迪总部德国因戈尔施塔特，两家公司就一系列活动达成一致，共同探讨5G作为一种面向未来的通信技术，能够满足汽车生产高要求的潜力。奥迪和爱立信签署了谅解备忘录在未来几个月内，两家公司的专家们将在位于德国盖梅尔斯海姆的“奥迪生产实验室”的技术中心进行现场测试。^[21] 

2018年11月21日，重庆首个5G连续覆盖试验区,建设完成，5G远程驾驶、5G无人机、虚拟现实等多项5G应用同时亮相。^[22] 

2018年12月1日，韩国三大运营商SK、KT与LG U+同步在韩国部分地区推出5G服务，这也是新一代移动通信服务在全球首次实现商用。第一批应用5G服务的地区为首尔、首都圈和韩国六大广域市的市中心，以后将陆续扩大范围。按照计划，韩国智能手机用户2019年3月份左右可以使用5G服务，预计2020年下半年可以实现5G全覆盖。^[23] 

2018年12月7日，工信部同意联通集团自通知日至2020年6月30日使用3500MHz-3600MHz频率，用于在全国开展第五代移动通信（5G）系统试验。^[24] 12月10日，工信部正式对外公布，已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。这意味着各基础电信运营企业开展5G系统试验所必须使用的频率资源得到保障，向产业界发出了明确信号，进一步推动我国5G产业链的成熟与发展^[25] 。

2018年12月18日，AT&T宣布，将于12月21日在全美12个城市率先开放5G网络服务。^[26] 

2019年2月20日，韩国副总理兼企划财政部部长洪南基提到，2019年3月末，韩国将在全球首次实现5G的商用。^[27] 

2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国正式进入5G商用元年。^[28] 

2019年9月10日，中国华为公司在布达佩斯举行的国际电信联盟2019年世界电信展上发布《5G应用立场白皮书》，展望了5G在多个领域的应用场景，并呼吁全球行业组织和监管机构积极推进标准协同、频谱到位，为5G商用部署和应用提供良好的资源保障与商业环境。^[29] 

2019年10月，5G基站入网正式获得了工信部的开闸批准。工信部颁发了国内首个5G无线电通信设备进网许可证，标志着5G基站设备将正式接入公用电信商用网络。而运营商预计将在10月31日分别公布其5G套餐价格，并于11月1日起正式执行5G套餐。随着5G即将商用，北京移动副总经理李威介绍，在金融方面，市民能体验到建行等银行推出的5G+无人银行；交通方面，5G自动驾驶方兴未艾；在民生领域，远程医疗等5G+医疗和5G+环保等应用也已经闪亮登场。北京联通方面还特别表示，其将推出北京地区专属5G产品套餐，给予用户相关权益。2019年10月19日，北京移动助力301医院远程指导金华市中心医院完成颅骨缺损修补手术；在北京水源地密云水库，北京移动通过5G无人船实现了水质监测、污染通量自动计算、现场数据采集以及海量检测结果的分析和实时回传等。凡此种种，都是5G技术在各行各业落地的最新应用案例^[30] 。

2019年10月31日，三大运营商公布5G商用套餐，并于11月1日正式上线5G商用套餐。^[2] 

2020年6月30 日，在“GSMA Thrive·万物生晖”在线展会的“5G独立组网部署指南产业发布会上”，中国电信副总经理刘桂清以《中国电信5G SA计划》为题，阐述中国电信5G独立组网、云网融合、5G核心价值等发展思路，强调5G SA战略是云网融合的最佳实践。^[31] 9月15日，以“5G新基建，智领未来”为主题的5G创新发展高峰论坛在重庆举行。中国5G用户超过1.1亿，计划2020年底5G基站将超过60万个，覆盖全国地级以上城市。^[32]