在這幾年，4G 通信剛剛進(jìn)入尋常百姓家。5G 通信又映入人們眼簾，根據(jù)此前報道：7 年斥資 1800 億！中國要建全球最大 5G 網(wǎng)絡(luò)。那么，5G 通信相對于 4G 通信到底有哪些技術(shù)進(jìn)步？中國掌握了哪些 5G 通信關(guān)鍵技術(shù)？斥資 1800 億美元建設(shè)全球最大的 5G 網(wǎng)絡(luò)到底能帶來哪些好處？

　　5G 通信相對于 4G 通信的進(jìn)步

　　5G 指的是第五代通信技術(shù)，具有連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接、低時延高可靠性等特點，而這些就是 5G 通信相對于 4G 通信的最顯著進(jìn)步。

　　連續(xù)廣域覆蓋指的是能在偏遠(yuǎn)山區(qū)、地下車庫、高速移動狀態(tài)下，以保證用戶的移動性和業(yè)務(wù)連續(xù)性為目標(biāo)，為用戶提供 100Mbps 以上的高速業(yè)務(wù)體驗，換言之，就是信號覆蓋范圍更廣，網(wǎng)速更快，而且在現(xiàn)在 4G 網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)不是特別好的地下車庫，或者高鐵等快速移動的場景能有比較流暢的體驗。

　　熱點高容量指的是在人口密集區(qū)為用戶提供 1Gbps 用戶體驗速率和 10Gbps 峰值速率；在流量熱點區(qū)域，可實現(xiàn)每平方公里 10-100Tbps 的流量密度。也就是在人口高度密集的區(qū)域，再也不用擔(dān)心因為過多 4G 用戶同時使用網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致網(wǎng)速下降或者網(wǎng)絡(luò)擁堵了。

　　低功耗大連接能夠提供具備超千億網(wǎng)絡(luò)連接的支持能力，滿足 100 萬 / km2 連接數(shù)密度指標(biāo)要求。這項功能主要面對面向智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標(biāo)的應(yīng)用場景，對于提升城市管理能力、政府公共服務(wù)、森林防火，以及更好的打擊犯罪維護(hù)社會秩序都有很大的積極意義。

　　低時延高可靠指的是為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近 100% 的業(yè)務(wù)可靠性保證。這主要是面向自動駕駛、工業(yè) 4.0 等行業(yè)的特殊應(yīng)用需求。畢竟自動駕駛對于延時和通信的可靠性要求非常高，如果達(dá)不到所需的要求很可能導(dǎo)致車毀人亡。

　　從中可以看出，相對于 4G 通信，5G 通信能夠提供覆蓋更廣泛的信號，而且上網(wǎng)的速度更快、流量密度更大，同時還將滲透到物聯(lián)網(wǎng)中，實現(xiàn)智慧城市、環(huán)境監(jiān)測、智能農(nóng)業(yè)、工業(yè)自動化、醫(yī)療儀器、無人駕駛、家用電器和手持通訊終端的深度融合，換言之，就是萬物互聯(lián)。

　　中國掌握了哪些 5G 關(guān)鍵技術(shù)

　　由于 5G 通信標(biāo)準(zhǔn)依然在制定過程中，諸多技術(shù)也在發(fā)展，而且對于某些技術(shù)是否會成為 5G 通信的關(guān)鍵技術(shù)也存在爭議，就此簡單介紹下業(yè)界比較看好的一些關(guān)鍵技術(shù)。

　　首先是多址。多址技術(shù)指的是解決多個用戶同時和基站通信的問題，怎么來分享資源的技術(shù)，第一代通信采用的是 FDMA 技術(shù)，第二代通信采用的是 TDMA 技術(shù)，第三代通信采用的是 CDMA 技術(shù)，第四代通信采用的是 OFDMA 技術(shù)。

　　高通在 3G 時代之所以能占據(jù)近乎統(tǒng)治地位，一定程度就得益于對 CDMA 專利的壟斷，而在 4G 時代因為中歐聯(lián)手 “去高通化”，沒有通過 CDMA 進(jìn)行演進(jìn)，而是選擇了 OFDMA 技術(shù)，加上其他一些因素，使得高通在 4G 時代跌落神壇。這些事例都表明多址技術(shù)的重要性。在 5G 標(biāo)準(zhǔn)爭奪戰(zhàn)中，多址是一個很關(guān)鍵的爭奪點，現(xiàn)在流行看法就是 NOMA，不過也有學(xué)者持不同看法。

　　其次是編碼。編碼有長碼和短碼組成，一般采用最短的二進(jìn)制位數(shù)表示一個指令，二進(jìn)制位數(shù)越短則效率越高，在指令數(shù)量不變的情況下，越常用的指令當(dāng)然越短越好。然而，如果一味的追求指令簡短，必然會導(dǎo)致很多指令不等長，而不等長的指令將造成接收端沉重的處理負(fù)擔(dān)。如果用等長的長編碼雖然可以解決不等長指令的問題，但顯然會導(dǎo)致無效數(shù)據(jù)的大量傳輸，浪費帶寬。

　　在此情形下，工程師采取了折中的方案——把指令編成兩個組或者三個組，常用的指令用相對短的二進(jìn)制位數(shù)表示，不常用的指令用相對長的二進(jìn)制位數(shù)表示，這樣就解決了數(shù)據(jù)傳輸效率和減少接收端處理負(fù)擔(dān)的矛盾。

　　在去年，中國廠商主推的 Polar 與歐洲主推的 Turbo2.0、美國主推的 LDPC 開展了 eMBB 場景長碼和短碼方案的爭奪。美國企業(yè)斬獲了 eMBB 場景的長碼和短碼的編碼信道（用來增強(qiáng)數(shù)據(jù)在信道中傳輸時抵御各種干擾的能力），中國企業(yè)獲得 eMBB 場景短碼的控制信道（主要用于傳輸指令操作下級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）。雖然在 eMBB 場景編碼技術(shù)的博弈中，中國主推的 Polar 遜色于美國主推的 LDPC 一籌，但相對于毫無斬獲的 Turbo2.0 還是要強(qiáng)不少。

　　最后是多天線技術(shù)。多天線是一種增加容量的技術(shù)，在理論上能把容量提高很多倍。簡單的說，就是在現(xiàn)有多天線的基礎(chǔ)上通過增加天線數(shù)，甚至配置數(shù)十根甚至數(shù)百根以上天線，支持?jǐn)?shù)十個獨立的空間數(shù)據(jù)流，實現(xiàn)用戶系統(tǒng)頻譜效率的大幅提升。

　　現(xiàn)在業(yè)界比較看好的是 MIMO 技術(shù)，大規(guī)模 MIMO 技術(shù)不僅能夠在不增加頻譜資源的情況下降低發(fā)射功率、減小小區(qū)內(nèi)以及小區(qū)間干擾，還能實現(xiàn)頻譜效率和功率效率在 4G 的基礎(chǔ)上再提升一個量級。此外，射頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)、軟頻率復(fù)用技術(shù)也有望成為 5G 通信的關(guān)鍵技術(shù)，特別是軟頻率復(fù)用方面的重量級專利掌握在中國企業(yè)的手中。

　　總體來說，中國在多項 5G 關(guān)鍵技術(shù)上取得重要突破，一些技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入測試驗證階段。在最近，展訊第一版使用 FPGA 的原型機(jī) Pilot V1 已完成與華為的對接實驗，第二版原型機(jī)計劃帶寬將提高到 100M，并于 2017 年下半年與系統(tǒng)廠商進(jìn)行對接。

　　投入 1800 億元能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　在 5G 時代即將到來之際，三大運營商投入 1800 億美元建設(shè) 5G 通信網(wǎng)絡(luò)是具有遠(yuǎn)見的舉措，不僅能快速推進(jìn) 5G 通信產(chǎn)業(yè)化，還能強(qiáng)大中國通信產(chǎn)業(yè)，并為有助于中國在 5G 通信標(biāo)準(zhǔn)中獲得更大的話語權(quán)。

　　對于制造業(yè)而言，如果用 5G 網(wǎng)絡(luò)把工廠連起來，用統(tǒng)一的平臺將中國的工廠連接起來，完善工業(yè)制造的大數(shù)據(jù)，飛機(jī)合作開發(fā)終端、汽車合作開發(fā)終端、艦船合作開發(fā)終端。這就能實現(xiàn)工業(yè) 4.0，進(jìn)一步提升中國工業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)效率，完成中工業(yè)大國到工業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。

　　另外，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還能有助于促進(jìn)年輕人創(chuàng)業(yè)，降低創(chuàng)業(yè)的技術(shù)門檻和資金成本。如果投身制造業(yè)，在年輕人創(chuàng)業(yè)過程中，很大一塊成本就是建廠、購買設(shè)備、訓(xùn)練工人，以及實現(xiàn)低成本的批量化生產(chǎn)。當(dāng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將工廠與工廠，工廠與普通人連接起來之后，則提供了另一種可能。在工業(yè)生產(chǎn)的淡季，工廠可以將閑置產(chǎn)能以租憑的形式放到網(wǎng)絡(luò)上，有創(chuàng)意和想法的創(chuàng)業(yè)者可以通過網(wǎng)絡(luò)和工廠對接，像操作手機(jī) APP 一樣輸入產(chǎn)品參數(shù)，以獲得工廠提供的定制化服務(wù)，產(chǎn)品則會送到約定地點。

　　5G 還將改變?nèi)藗兊纳罘绞?。隨著自動駕駛技術(shù)的進(jìn)一步成熟，自動駕駛將會逐步走入人們的生活，在 5G 網(wǎng)絡(luò)將車輛連在一起之后，輔助以高精度地圖，就能大幅方便人民群眾的出行。5G 網(wǎng)絡(luò)還使智能生活得以實現(xiàn)，用戶可以依靠手機(jī)在千里之外對家中的一切了如指掌——在下班等待公交或地鐵的途中，我們可以查看家里冰箱的食物儲備，命令電飯煲加熱米飯，微波爐加熱食物，空調(diào)恒定溫度，熱水器燒熱水，智能電商下載喜歡的電影......

　　此外，智能穿戴設(shè)備與小孩、老人身上的智能硬件連接，在工作的閑暇，人們可以時刻掌握老人和孩子的情況。智能手表不僅可以實現(xiàn)語音通信、查看時間等功能，還能時時檢測佩帶著的脈搏、體溫等健康數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實設(shè)備能使大家在家中就能獲得身臨其境的感受。各種傳感器可以時時監(jiān)控智能農(nóng)場的光照、溫度、濕度等參數(shù)，時時調(diào)整農(nóng)作物獲得的光照、化肥和水分，使農(nóng)場實現(xiàn)無人化管理...... 這些功能所需要的龐大數(shù)據(jù)傳輸能力則由 5G 網(wǎng)絡(luò)來解決。（來源：雷鋒網(wǎng) 作者：鐵流）