摘要：我國5G推進(jìn)組6月1日在第一屆全球5G大會上正式發(fā)布了《5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計》白皮書，這體現(xiàn)了我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的最新成果，這意味著我國從5G概念的研究已經(jīng)進(jìn)入實質(zhì)推進(jìn)階段——5G真的要來了。然而關(guān)于5G的幾個問題卻未必能搞清楚，本文將會來談?wù)劇?/p>

　　5G是什么？

　　在3G、4G和5G等名詞中，G是英文單詞“generation”（第x代）的縮寫。因此，5G就是第五代移動通信技術(shù)。

　　在移動通信領(lǐng)域：

　　第一代是模擬技術(shù)；

　　第二代實現(xiàn)了數(shù)字化語音通信；

　　第三代是人們熟知的3g技術(shù)，以多媒體通信為特征；

　　第四代是正在鋪開的4g技術(shù)，其通信速率大大提高，標(biāo)志著進(jìn)入無線寬帶時代。

　　簡單來看，5G的速度將會更快，而功耗將低于4G，從而帶來一系列新的無線產(chǎn)品。中移動副總裁李正茂曾經(jīng)發(fā)言要求5G時代的電信設(shè)備大幅度降價：“4G到5G時代，單位比特的傳輸成本降低了1000倍，那么我們也希望電信設(shè)備價格也降低1000倍，成本是決定運營商在數(shù)據(jù)時代能否盈利的關(guān)鍵?！?/p>

　　5G其實并不是全新科技

　　關(guān)于5G的兩種不同觀點

　　有一種觀點認(rèn)為，5G將會是全新技術(shù)。這個觀點的代表者為華為無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線CMO楊超斌，在他看來，4G再怎么演變也不會變成5G，5G將會是一個全新技術(shù)。

　　5G不只是一次技術(shù)的更新，更是非常大的跳躍性發(fā)展、是一個變革，這也意味著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須提升，5G對網(wǎng)路的需求將與4G截然不同；雖然現(xiàn)在使用的4G LTE技術(shù)仍會不斷演進(jìn)，但4G再怎么演變也不會成為5G，5G將會是全新技術(shù)。

　　但大多數(shù)技術(shù)專家更傾向于以下觀點：5G就是4G技術(shù)的必然演進(jìn)——既要演進(jìn)也要革命。

　　雖然任何一代技術(shù)發(fā)展，都不可能是上一代技術(shù)的重復(fù)，如果新一代的技術(shù)和上一代技術(shù)是一樣，那還什么新一代，所以3G技術(shù)不同于2G，4G不同于3G，它的技術(shù)原理、解決問題的方式、部署的辦法，實現(xiàn)的能力都不同，但是沒有上一代技術(shù)的根基，或者說下一代沒有對上一代的技術(shù)傳承，實現(xiàn)革命性的升級也是空中樓閣。

　　5G不是橫空出世個令人驚異的新技術(shù)，5G技術(shù)是現(xiàn)有技術(shù)的新組合，是4G技術(shù)的再演進(jìn)。

　　為什么要強(qiáng)調(diào)“再”？因為4G LTE的后三個字母就是長期演進(jìn)的意思，5G應(yīng)是在4G基礎(chǔ)上的再演進(jìn)。關(guān)于技術(shù)演進(jìn)的觀點，科學(xué)松鼠會會員通信專業(yè)教師奧卡姆剃刀有個通俗的雙駝峰理論，能很清晰解釋5G僅僅是一種技術(shù)演進(jìn)的觀點。

　　奧卡姆剃刀的雙駝峰理論

　　奧卡姆剃刀認(rèn)為，一項新技術(shù)概念出現(xiàn)后，在業(yè)界會出現(xiàn)一個研究討論的高潮，這是第一個駝峰。

　　相關(guān)的學(xué)術(shù)論文會產(chǎn)為熱點，成堆的博士碩士依托這項新技術(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)實現(xiàn)方面還存在著很多問題，或者因成本原因而根本無法量產(chǎn)。

　　研究討論高潮逐漸降溫，這是第一個駝峰的下落期，接下來是低調(diào)務(wù)實的技術(shù)攻關(guān)，這個平臺期可能幾年也可能一二十年，當(dāng)技術(shù)問題都解決后，就會迎來商家量產(chǎn)和投入市場的熱潮，這就是第二個駝峰。

　　按照國際電信聯(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)體系還沒有確立。回顧3G技術(shù)發(fā)展史，國際電信聯(lián)盟于1998年6月30日接收了3G技術(shù)提案，并迎來了第一個駝峰期，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)入到第二個駝峰，平臺期持續(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，平臺期長達(dá)15年，可剛成熟4G時代就來臨了。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年左右就迎來第一個駝峰，而不會在2020前的兩三年橫空出世，然后迅速被國際電信聯(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。

　　沒有3G、4G技術(shù)的發(fā)展就沒有5G

　　實質(zhì)上，在5G研究上大部分研發(fā)機(jī)構(gòu)選擇的道路也是如此，兩條腿走路。

　　5G研發(fā)中提出兩條腿走路：一方面繼續(xù)推動基于4G技術(shù)的演進(jìn)，一方面研發(fā)5G新技術(shù)，兩者兼顧。

　　在5G時代的千倍提速要求面前，通過4G技術(shù)的演進(jìn)，只有通過大幅度的加大帶寬才有可能。加大帶寬是起點，由此而產(chǎn)生的毫米波、微基站、高階MIMO、波束賦型等都是順理成章的技術(shù)趨勢。5G時代對大規(guī)模天線陣列、毫米波技術(shù)、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、新型空口設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)核心也大都是基于4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)延伸而來，大都能成倍提升性能。以軟空口技術(shù)為例，這個技術(shù)結(jié)合Pre5G的硬件處理能力，讓運營商具有了從4G到5G的平滑升級能力，4G到Pre5G這個階段，終端不用更換，而從Pre5G到5G，基站設(shè)備也可以繼續(xù)使用。

　　圖：毫米波技術(shù)下的微基站。

　　明白了5G就是第五代移動通信技術(shù)的基本定義就明白是從3G、4G升級而來，自然也是一種技術(shù)的積累和演進(jìn)，也可以說沒有3G、4G技術(shù)的發(fā)展就沒有5G的產(chǎn)生。5G技術(shù)的演進(jìn)一方面是技術(shù)積累的必然結(jié)果，當(dāng)然也要求有革命性創(chuàng)新才能實現(xiàn)演進(jìn)的目標(biāo)，另一方面也是人類通信需求快速提高的必然要求。

　　反過來說，之前5G遲遲沒普及，一是技術(shù)達(dá)不到，二是還沒有應(yīng)用的需求出現(xiàn)。現(xiàn)在有了需求，才有了5G。什么需求？未來的網(wǎng)絡(luò)將會面對：1000倍的數(shù)據(jù)容量增長，10到100倍的無線設(shè)備連接，10到100倍的用戶速率需求，10倍長的電池續(xù)航時間需求等等。坦白地講，可能未來五六年4G網(wǎng)絡(luò)或許將無法滿足這些需求，所以5G就必須提前登場。

　　基于技術(shù)演進(jìn)的判斷，回顧我國通過3G和4G時代的艱苦奮斗，我們有理由相信我國的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的提升也為5G布局打下堅實的基礎(chǔ)，我國從以往被動接受技術(shù)變?yōu)殚_始輸出技術(shù)，會有機(jī)會發(fā)展成為全球5G技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用服務(wù)的領(lǐng)先國家之一，從跟隨到引領(lǐng)，中國通信業(yè)有機(jī)會在5G時代學(xué)習(xí)中國高鐵實現(xiàn)彎道超車。三大運營商、華為、大唐、中興等中國企業(yè)對5G研發(fā)的投入由來已久，并走在世界前列。

　　 5G會改變什么？

　　我先來講個故事：

　　清晨醒來，臥室的燈和空調(diào)自動開啟。小明來到衛(wèi)生間，洗臉?biāo)炎詣诱{(diào)至適中的溫度，數(shù)碼牙刷記錄并上傳小明牙齒以及口腔的實時數(shù)據(jù)；戴上眼鏡，妻子帶著孩子正在上學(xué)的路上，通過眼鏡片上的虛擬現(xiàn)實顯示，孩子向小明揮手說早安。小明吃過早餐，眨了幾下眼睛，汽車帶著小明自動行駛在馬路上，小明在車上開啟了視頻會議……

　　這個場景描繪熟悉嗎？1998～2002年的時候，通信圈這樣描繪3G；2005～2012年的時候，通信圈這樣描繪4G；今天，這個描繪傳承給了5G。未來，還會有6G，7G，8G，估計到9G的時候，我有可能聽不到了。因為無法確保能不能活到那時候。

　　這也是典型代表著通信技術(shù)逐步演進(jìn)的過程，革命性的體驗都是逐步實現(xiàn)和完善的。實質(zhì)上，5G對移動互聯(lián)網(wǎng)的顛覆也是逐步演進(jìn)的過程，它還將催生出無數(shù)新應(yīng)用、新模式，產(chǎn)業(yè)。時速100公里的汽車，在5G網(wǎng)絡(luò)條件下從發(fā)現(xiàn)障礙到啟動制動系統(tǒng)需要移動的距離將縮短到2.8厘米。

　　五特征：“無與倫比的快”、“人多也不怕”、“什么都能通信”、“最佳體驗如影隨形”、“超實時、超可靠”。具體提下在用戶體驗方面的5個典型5G場景：

　　1、速度

　　5G將比4G快10到100倍，更快的速度也將提升網(wǎng)絡(luò)的容量，可以容納更多的用戶在同一時間登錄網(wǎng)絡(luò)。

　　2、全景視頻：移動端也能實現(xiàn)

　　不少人一定會對體育館內(nèi)的巨屏所吸引。但如果你能在游戲或者智能手機(jī)中獲得同樣的實時畫面呢？你甚至可以切換鏡頭，即時重播，高分辨的4K視頻會讓你耳目一新。

　　3、自動駕駛汽車：1平方公里內(nèi)可同時有100萬個網(wǎng)絡(luò)連接

　　我們目前使用的4G網(wǎng)絡(luò)，端到端時延的極限是50毫秒左右，還很難實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時控制，但如果在5G時代，端到端的時延只需要1毫秒，足以滿足智能交通乃至無人駕駛的要求；現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò)，并不支持這樣海量的設(shè)備同時連接網(wǎng)絡(luò)，它只支持?jǐn)?shù)量不多的手機(jī)接入，而在5G時代，1平方公里內(nèi)甚至可以同時有100萬個網(wǎng)絡(luò)連接，它們大多都是各種設(shè)備，獲知道路環(huán)境，提供行車信息，分析實時數(shù)據(jù)、智能預(yù)測路況……通過它們，駕駛員可以不受天氣影響地，真正360度無死角地了解自己與周邊的車輛狀況，遇到危險也可以提前預(yù)警，甚至實現(xiàn)無人駕駛。

　　4、互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器人：實時反饋醫(yī)生指令

　　對醫(yī)生而言，機(jī)器人在手術(shù)方面將大有可為。但是它們需要對醫(yī)生發(fā)出的指令作出實時反饋。在執(zhí)行復(fù)雜的命令時，正在工作的機(jī)器人更需要與醫(yī)生實現(xiàn)無縫“溝通”。

　　5、虛擬現(xiàn)實：各種體感需要極速網(wǎng)絡(luò)傳輸

　　當(dāng)你戴上VR頭盔后，你便進(jìn)入了一個虛擬的世界，在這個世界，你可以與他人進(jìn)行互動，游戲甚至擊掌。有了5G，用戶之間的相互協(xié)作將迎來新的時代。相同物理位置的兩人將可以實現(xiàn)相互合作。各種體感功能需要極速網(wǎng)絡(luò)傳輸，才能加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實，網(wǎng)絡(luò)天生就是管道。

　　還記得這個段子嗎？去營業(yè)廳辦卡，問營業(yè)員小姑娘“這4g有啥好的？”小姑娘答“大叔，2G可以看倉井空小說，3G可以看倉井空圖片，4G可以看倉井空視頻?！惫媚锬惚M說些大叔聽不懂的，***是誰??？你還是快點給我辦張4G卡吧！

　　這個段子實際上在3G時代就開始講了，電信和聯(lián)通的3G就可以看***了，希望不要在5G時代還聽到這樣的段子，因為5G的快可不是看普通視頻這么簡單。

　　還可以這么簡單理解5G的體驗變化——

　　3G、4G干的都是人事（連接人）不是質(zhì)變，5G干的不是人事（連接物）才是質(zhì)變：在4G網(wǎng)絡(luò)下，云端系統(tǒng)無法傳輸緊急指示讓無人駕駛汽車穿過交通流；4G也達(dá)不到在遠(yuǎn)程會議中提供即時語言翻譯的速度，更不必提在救死扶傷的手術(shù)之中遙控指揮手術(shù)刀——要知道，許多即時無線應(yīng)用的最大延遲期不得超過1毫秒。

　　5G到底什么時候來？

　　5G推進(jìn)加快

　　第一代移動通信，我國1987年部署，比世界主流晚了8年。

　　2G，1995年我國開始建設(shè)2G網(wǎng)絡(luò)，較歐洲晚了4年。

　　2009年，中國第一個3G網(wǎng)絡(luò)開通，比世界上第一個3G網(wǎng)絡(luò)開通晚了8年。

　　2013年中國4G牌照發(fā)放，比全球第一個4G網(wǎng)絡(luò)晚了約3年。

　　相信5G，中國的網(wǎng)絡(luò)部署將會和全球同步，甚至是最先部署的國家。要知道當(dāng)前，5G已經(jīng)成為各國都在加緊搶占的一塊科技高地。在中國的十三五年規(guī)劃綱要中，已明確要加快信息網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，積極推進(jìn)第五代移動通信（5G）和超寬帶關(guān)鍵技術(shù)研究，啟動5G商用。

　　關(guān)于5G的推進(jìn)在國家發(fā)牌節(jié)奏上也明顯加速：2G火了15年；3G火了6年，也湊合了：2009年中國發(fā)放3G牌照，中國移動2013年12月4日獲得TD-LTE牌照率先進(jìn)入4G時代，2015年2月27日，時隔一年多后，工信部公告向中國聯(lián)通和中國電信頒發(fā)FDD LTE模式4G商用牌照，也就是說國家留給4G的時間最長5年而已。

　　回顧這個過程，其實中國在2015這個時點上發(fā)放FDD拍照實際上也是提前為未來5年做的布局，那時國家意識到，如果一味地給中國移動4G保護(hù)期，中國將喪失2020年5G的布局，因此通過發(fā)放FDD牌照提前將TDD和FDD向5G的演進(jìn)的限制通道打開，擺脫受制于人的尷尬。只有這樣，基于TDD和FDD技術(shù)完全演進(jìn)基礎(chǔ)上的5G才會利于中國運營商在未來5G的布局的選擇將更加游刃有余，立于不敗之地。

　　5G在中國，已經(jīng)不再是一個未來時的概念，它已經(jīng)成為一個進(jìn)行時的現(xiàn)實。

　　我國的5G規(guī)劃步驟如下： 2016年準(zhǔn)備啟動5G的標(biāo)準(zhǔn)研究，預(yù)計在2018年第一個版本的標(biāo)準(zhǔn)將完成，然后根據(jù)產(chǎn)品的成熟度，在2020年左右確定商業(yè)應(yīng)用的起步時間。

　　5G來了，資費會越來越貴嗎？

　　用戶最關(guān)心的還是資費，5G的到來，是否會加大運營商、設(shè)備商的投入成本，進(jìn)一步增高網(wǎng)絡(luò)資費呢？ 真正5G到來的時候，它不僅僅是價格下降的問題。實際上，你可能花同樣的錢能夠得到以前十倍以上的服務(wù)。比如說你（花同樣的錢，以前）只能打100分鐘的電話，那么到5G系統(tǒng)，你可能就能打1000分鐘的電話了。

　　真會是這樣嗎？是！ 實質(zhì)上，通信業(yè)每次技術(shù)升級無論從2G到3G還是到4G都沒有擺脫降價的命運，而且每次都能下降20%，放心吧。

　　通信的下一個風(fēng)口就是5G，不僅連接速度更快，而且有望成為萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)。

　　中科院計劃今年斥資3000萬元，用18個月的時間，部署面向新一代移動通信的5G芯片產(chǎn)業(yè)化項目，以建成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的5G芯片和網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新鏈。

　　具體到可細(xì)化的目標(biāo)上，是完成5～6款射頻前端和基帶芯片和網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)產(chǎn)品化開發(fā)與應(yīng)用驗證。

　　該院科技促進(jìn)發(fā)展局局長嚴(yán)慶表示，作為整個5G網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，5G芯片必須是自己的，否則5G時代來了，仍有可能受制于人。

　　嚴(yán)局長指出，ADC、DAC、基帶芯片等5G核心芯片有著廣闊的產(chǎn)業(yè)需求，但面臨禁運風(fēng)險，由此凸顯自主產(chǎn)品的意義。

　　值得一提的是，去年11月，3GPP確定華為中興牽頭的Polar碼（極化碼）為5G控制信道的編碼方案，成為5G標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵一環(huán)。 目前在移動基帶領(lǐng)域，高通、Intel、華為、威盛等掌握著核心技術(shù)，其中高通優(yōu)勢明顯，“中國隊”的實力仍需加強(qiáng)。