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从电报到5G通讯，实际上是个关于频谱的故事，100多年来，如何更有效率的利用频谱，如何在有限频谱中获得更高的传输率，成为无线通讯领域众多天才和企业巨头们持续攻克的目标。电话、电报、电视、网络、手机等深刻改变人类社会发展进程的发明，精确的折射出了人类掌握和使用频谱的能力。
今天，我们要回归到我们更为熟悉的领域，为各位揭开短短几十年中，模拟信号到数字信号的通讯转变，从中也记录下了人类如何走向5G时代的故事。
模拟通讯时代：随地通话的奇妙与哀愁
19世纪电报的发明，第一次将人类的信息传递速率提升至每秒30万公里，远隔七大洲五大洋的各国民族在巴别通天塔倒下后，终于有了重新交汇的可能。但谁也不会想到，短短的二十多年后，亚历山大贝尔在送话筒中喊出的第一句求助语句，会成为开启全球通讯革命的起点，有线电话从此应运而生，远隔千里之外也能让对话即时回荡耳畔。
几乎就在电话发明的100年之后的1986年，世界第一套商用移动通讯系统在芝加哥诞生，其采用模拟信号传输，将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上，从而实现语音传输。至此，人类正式迈入即时语音通讯的时代，随时随地拿出拉风的大哥大拨打电话成了那个时代的标志。
然而模拟通信的弊端也非常明显，由于用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的，而这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的，因此模拟信号对于频谱的利用率极低，并且容易受到外界干扰，经常会遇到串号或是盗号的问题。
更为重要的是，以当时的技术水平，大哥大所采用的天线技术和模拟信号处理技术水平直接决定了产品的好坏，在厚重电池和长天线的影响下，大哥大丑陋的砖块外观不但不方便携带，续航和信号都不容乐观，用户常常需要在高处寻找信号。
虽然模拟时代的通信需要花费高额的成本，但妙不可言的通话体验却吸引了一大批拥趸，而别着急，GSM时代即将来临，他将正式开启移动通信的2G时代！
GSM一统天下：短信登上历史舞台！
GSM全名为Global System for Mobile Communications，作为第二代移动通信技术，它最初的开发目的就是让全球各地均可以使用同一个移动电话标准，甚至让用户手持一部终端就能在全球任意区域使用。
相比第一代模拟信号通信，GSM的数字通信信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号，因此GSM系统拥有出色的频谱利用率，同时每个信道的传输带宽也有所增加。反映到实际应用中，基于数字传输和更高语音编码的启用，GSM时代的信号强度和通话质量有了突飞猛进的提高，以往拿着手机到处寻找信号的情况一去不复返。
同时，更高的传输带宽也首次为手机带来了数据传输能力，虽然它的传输速率最初只有可怜的每秒9.6-14.4Kbit，但却已经足够满足文字传输的需求，而这正是短信功能实现的基础。
GSM标准所引领的2G时代，也是全球移动通信标准争夺战的开始。在GSM普及后，在欧洲以诺基亚和爱立信为首的手机产品开始攻占美国和日本市场，它们的售价不仅变得更为低廉，体积更是小到足够塞入口袋，因此仅仅不到10年之后，诺基亚就凭借塞班智能手机成为全球最大的手机制造商。
3G迎来无线浪潮：移动互联网成为可能
随着用户对于移动网络需求的不断加大，原先缓慢的GSM网络已经不足以承载，因此第三代移动通信网络标准的建立已经箭在弦上，于是乎我们熟知的WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA应运而生。
事实上关于3G网络的诞生，还有个众所周知的小故事。1940年，第二次世界大战在欧洲战场打得如火如荼，美国女演员海蒂拉玛和她的作曲家丈夫为了帮助美国军方制造出能够抵抗纳粹德国电波干扰以及窃听的通信技术，首次提出了扩频以及跳频技术概念，并在随后获得了相关专利。不过随着二战的结束，海蒂拉玛的研究逐步失去了军事意义，但她绝没有想到，这两项划时代意义的技术成果会成为半个世纪后彻底改变整个世界。
在1985年，当时美国一家名不见经传的小公司基于扩频以及跳频技术开发出了一项名为CMDA的新通讯技术。在2G时代，CMDA被GSM标准压制沦为配角，但它却间接成为了3G技术的基础原理，后续的三大3G标准都受惠于此。而这家当时名不见经传的小公司正是如今大名鼎鼎的美国高通公司。
无论是WCDMA、CDMA200还是TD-SCDMA都以高速数字通讯为卖点，其中WCDMA演进的HSPA+网络甚至将下行速率提升至42Mbps，这意味着手机的高速网络时代正式开启。不过以现在的眼光来看，HSPA+网络无疑还不足以满足人类追求高速的胃口，因此在寻求更快的道路上，人类又往前前进了一大步。
4G实现融合创新：全球漫游时代来临
LTE的出现，足以令有线连接汗颜，最高100Mbps的下载速率比拨号上网快2000倍，也令我们以往畅想的高清视频通话、在线超清视频播放成为了可能。但4G时代，移动通信所带来的变化更在于通信全球化的实现，早在2G时代就提出的全球全网通终于不再是一句空口言，不管是TDD还是FDD已经不再重要，因为我们终于迎来了一个全球漫游的时代。
这样的成果自然离不开技术标准的演进以及技术厂商的努力，高通无疑功不可没。在4G时代，以高通骁龙移动平台为硬件基础，OEM厂商能够轻松生产出能够符合全球运营商LTE标准的智能手机。比如最新高通骁龙835移动平台内置的X16 LTE调制解调器为例，它不仅实现了LTE-TDD、LTE-FDD、TD-SCDMA、WCDA、GSM、CDMA在内的全模兼容，更通吃全球所有频段，并提供VoLTE高清通话功能。
同时，4G时代LTE作为演进标准，也正迫不及待把我们导向5G时代，基于更多载波聚合的实现，如今高通X16 LTE调制解调器以及最新X20 LTE调制解调器已经实现了最高1Gbps下行传输（X20 LTE为1.2Gbps），其中，骁龙X20 LTE调制解调器能做到新的频段分配方式，主要是因为它对非授权LTE频段的灵活利用――这是一块支持LAA特性（授权辅助通信）的调制解调器，在已有的5x载波聚合支持提下，X20 LTE 调制解调器可以允许运营商只调用10MHz资源便可启动Gbps级别的LTE服务，而且还继续扩大了支持频段的范围，让这种资源聚合和分配的灵活性进一步提升。
对于这种普通用户而言，4G的普及大幅降低了流量价格，让手机看视频，视频通话稀松平常，深刻的改变了我们的生活。
5G已经上路
人类对于速度的追求永无止尽，4G时代刚刚抵达千兆速率，但以数千兆速率为目标的5G时代也已经上路，高通已经先人一步宣布了5G NR，并确定将在2017年下半年正式向合作伙伴提供全球首个支持5G标准的X50调制解调器，它将采用支持自适应波束成形和波束追踪技术的多输入多输出（MIMO）天线技术，在非视距（NLOS）环境中实现稳定、持续的移动宽带通信，最高可以实现惊人的5Gbps下行速率。
同时，5G时代所呈现的低时延、高可靠、低功耗的特点，也将有效的为车联网以及物联网行业带来新的爆发点，万物互联也将不再是一句空话。
从贝尔打出人类的第一个电话，到如今即将实现的5G时代，整个过程就像是工业时代转入互联网时代的缩影，从2G时代开始，几乎每10年我们就会迎来速率提升的新浪潮，它们都彻底改变了我们的生活方式。相信在不久的将来，5G时代也将成为行业的下一个拐点，让我们拭目以待！频谱的故事(2) 从模拟到5G
从电报到5G通讯，实际上是个关于频谱的故事，100多年来，如何更有效率的利用频谱，如何在有限频谱中获得更高的传输率，成为无线通讯领域众多天才和企业巨头们持续攻克的目标。电话、电报、电视、网络、手机等深刻改变人类社会发展进程的发明，精确的折射出了人类掌握和使用频谱的能力。
在上一篇频谱的故事中，我们已经为各位讲述了从甚低频到太赫兹辐射的种种奇闻轶事，而今天，我们要回归到我们更为熟悉的领域，为各位揭开短短几十年中，模拟信号到数字信号的通讯转变，从中也记录下了人类如何走向5G时代的故事。
模拟通讯时代：随地通话的奇妙与哀愁
19世纪电报的发明，第一次将人类的信息传递速率提升至每秒30万公里，远隔七大洲五大洋的各国民族在巴别通天塔倒下后，终于有了重新交汇的可能。但谁也不会想到，短短的二十多年后，亚历山大贝尔在送话筒中喊出的第一句求助语句，会成为开启全球通讯革命的起点，有线电话从此应运而生，远隔千里之外也能让对话即时回荡耳畔。
几乎就在电话发明的100年之后的1986年，世界第一套商用移动通讯系统在芝加哥诞生，其采用模拟信号传输，将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上，从而实现语音传输。至此，人类正式迈入即时语音通讯的时代，随时随地拿出拉风的大哥大拨打电话成了那个时代的标志。
然而模拟通信的弊端也非常明显，由于用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的，而这个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的，因此模拟信号对于频谱的利用率极低，并且容易受到外界干扰，经常会遇到串号或是盗号的问题。
更为重要的是，以当时的技术水平，大哥大所采用的天线技术和模拟信号处理技术水平直接决定了产品的好坏，在厚重电池和长天线的影响下，大哥大丑陋的砖块外观不但不方便携带，续航和信号都不容乐观，用户常常需要在高处寻找信号。
虽然模拟时代的通信需要花费高额的成本，但妙不可言的通话体验却吸引了一大批拥趸，而别着急，GSM时代即将来临，他将正式开启移动通信的2G时代！
GSM一统天下：短信登上历史舞台！
GSM全名为Global System for Mobile Communications，作为第二代移动通信技术，它最初的开发目的就是让全球各地均可以使用同一个移动电话标准，甚至让用户手持一部终端就能在全球任意区域使用。
相比第一代模拟信号通信，GSM的数字通信信号是一种离散的、脉冲有无的组合形式，是负载数字信息的信号，因此GSM系统拥有出色的频谱利用率，同时每个信道的传输带宽也有所增加。反映到实际应用中，基于数字传输和更高语音编码的启用，GSM时代的信号强度和通话质量有了突飞猛进的提高，以往拿着手机到处寻找信号的情况一去不复返。
同时，更高的传输带宽也首次为手机带来了数据传输能力，虽然它的传输速率最初只有可怜的每秒9.6-14.4Kbit，但却已经足够满足文字传输的需求，而这正是短信功能实现的基础。
GSM标准所引领的2G时代，也是全球移动通信标准争夺战的开始。在GSM普及后，在欧洲以诺基亚和爱立信为首的手机产品开始攻占美国和日本市场，它们的售价不仅变得更为低廉，体积更是小到足够塞入口袋，因此仅仅不到10年之后，诺基亚就凭借塞班智能手机成为全球最大的手机制造商。
3G迎来无线浪潮：移动互联网成为可能
随着用户对于移动网络需求的不断加大，原先缓慢的GSM网络已经不足以承载，因此第三代移动通信网络标准的建立已经箭在弦上，于是乎我们熟知的WCDMA、CDMA2000以及TD-SCDMA应运而生。
事实上关于3G网络的诞生，还有个众所周知的小故事。1940年，第二次世界大战在欧洲战场打得如火如荼，美国女演员海蒂拉玛和她的作曲家丈夫为了帮助美国军方制造出能够抵抗纳粹德国电波干扰以及窃听的通信技术，首次提出了扩频以及跳频技术概念，并在随后获得了相关专利。不过随着二战的结束，海蒂拉玛的研究逐步失去了军事意义，但她绝没有想到，这两项划时代意义的技术成果会成为半个世纪后彻底改变整个世界。
在1985年，当时美国一家名不见经传的小公司基于扩频以及跳频技术开发出了一项名为CMDA的新通讯技术。在2G时代，CMDA被GSM标准压制沦为配角，但它却间接成为了3G技术的基础原理，后续的三大3G标准都受惠于此。而这家当时名不见经传的小公司正是如今大名鼎鼎的美国高通公司。
无论是WCDMA、CDMA200还是TD-SCDMA都以高速数字通讯为卖点，其中WCDMA演进的HSPA+网络甚至将下行速率提升至42Mbps，这意味着手机的高速网络时代正式开启。不过以现在的眼光来看，HSPA+网络无疑还不足以满足人类追求高速的胃口，因此在寻求更快的道路上，人类又往前前进了一大步。
4G实现融合创新：全球漫游时代来临
LTE的出现，足以令有线连接汗颜，最高100Mbps的下载速率比拨号上网快2000倍，也令我们以往畅想的高清视频通话、在线超清视频播放成为了可能。但4G时代，移动通信所带来的变化更在于通信全球化的实现，早在2G时代就提出的全球全网通终于不再是一句空口言，不管是TDD还是FDD已经不再重要，因为我们终于迎来了一个全球漫游的时代。
这样的成果自然离不开技术标准的演进以及技术厂商的努力，高通无疑功不可没。在4G时代，以高通骁龙移动平台为硬件基础，OEM厂商能够轻松生产出能够符合全球运营商LTE标准的智能手机。比如最新高通骁龙835移动平台内置的X16 LTE调制解调器为例，它不仅实现了LTE-TDD、LTE-FDD、TD-SCDMA、WCDA、GSM、CDMA在内的全模兼容，更通吃全球所有频段，并提供VoLTE高清通话功能。
同时，4G时代LTE作为演进标准，也正迫不及待把我们导向5G时代，基于更多载波聚合的实现，如今高通X16 LTE调制解调器以及最新X20 LTE调制解调器已经实现了最高1Gbps下行传输（X20 LTE为1.2Gbps），其中，骁龙X20 LTE调制解调器能做到新的频段分配方式，主要是因为它对非授权LTE频段的灵活利用——这是一块支持LAA特性（授权辅助通信）的调制解调器，在已有的5x载波聚合支持提下，X20 LTE 调制解调器可以允许运营商只调用10MHz资源便可启动Gbps级别的LTE服务，而且还继续扩大了支持频段的范围，让这种资源聚合和分配的灵活性进一步提升。
对于这种普通用户而言，4G的普及大幅降低了流量价格，让手机看视频，视频通话稀松平常，深刻的改变了我们的生活。
5G已经上路
人类对于速度的追求永无止尽，4G时代刚刚抵达千兆速率，但以数千兆速率为目标的5G时代也已经上路，高通已经先人一步宣布了5G NR，并确定将在2017年下半年正式向合作伙伴提供全球首个支持5G标准的X50调制解调器，它将采用支持自适应波束成形和波束追踪技术的多输入多输出（MIMO）天线技术，在非视距（NLOS）环境中实现稳定、持续的移动宽带通信，最高可以实现惊人的5Gbps下行速率。
同时，5G时代所呈现的低时延、高可靠、低功耗的特点，也将有效的为车联网以及物联网行业带来新的爆发点，万物互联也将不再是一句空话。
从贝尔打出人类的第一个电话，到如今即将实现的5G时代，整个过程就像是工业时代转入互联网时代的缩影，从2G时代开始，几乎每10年我们就会迎来速率提升的新浪潮，它们都彻底改变了我们的生活方式。相信在不久的将来，5G时代也将成为行业的下一个拐点，让我们拭目以待！
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科技进化生活
今日搜狐热点5G时代，什么将会消失？
5G时代说着说着就来了，当然，它不可能一撮而就，但正如4G、移动互联网和WIFI这些东西基本上是日益精进的水平，现如今饭馆的生意是否火爆，不仅仅在于其菜品和服务的质量，更在于他们有没有WIFI以及容易输入的密码。网络信号变得无处不在，以至于我们很多时候都感受不到它们的存在，好像电能和水一样，但当它们消失时，我们几乎无法生存，因为人类已经把越来越多的生活、工作内容塞进了网络之内，没有WIFI，我们可能变得不会交流；没有WIFI，我们想要交话费时，几乎找不到去营业厅的路；没有WIFI，我们宛如同世界隔绝，再没有能力去阅读报纸、杂质来获取资讯了....这些改变不是发生在一夜之间，它们如蜘蛛结网、细菌吞噬，是经年累月的。现如今，5G时代也开始入侵人类的生活，它在本质上不是绝对的新技术，而是对现有包括4G和WIFI在内的无线接入技术的演进，当然，在5G时代肯定出现一些突破式创新，总而言之，3G时代让消费者能移动上网，4G时代让消费者在有限的区域高速上网；5G时代让消费者随时随地高速上网!
既然是之于现有无线技术的演进，在5G时代势必会有一些技术消失，事实上，大量的WIFI连同它们的密码都将逐步消失，正如手机短信的出现让BP机寻呼台彻底倒闭，更摧枯拉朽的是，5G时代“无处不在的高速网络” 或将颠覆人类整个网络生活，同时，逐渐渗透于现实生活中，甚至改变整个世界的存在形态。
5G时代会有哪些新鲜事儿，那些又会消失？
如前文所示，在成熟的5G时代，WIFI将会彻底消失，但这并不意味着人类泡在网上的时间会减少，甚至会更多，毕竟，现在还有一些偏远地区没有装WIFI，而5G时代高速网路无处不在，可不止于一句空话，雄心勃勃的运营商和互联网企业，甚至会用一些热气球，于沙漠、山区建造空中基站，如果有需要，南极都会飘扬出错落有致的5G信号，而当网速增长到原来100倍的时候，人类的生活形态将随之改变，一些配套的相关产业也势必要调整自己的方向，以适合人类无处不在的高速上网需求：
在新一轮的技术革命中，网络传输将会变得高速、低时延、大密度数据、多元化处理，这种基本技术性能的大幅度提升，会带来越来越多之前不敢想象的事情。举个例子，笔者于学生时代，上网基本就两件事聊QQ和看网页，还不能奢望图片较多的网页，毕业之后，我第一次在PPTV上打开NBA火箭直播视频时，整个世界都亮了，但直播信号依旧靠天吃饭，好的时候能顺利地看上5分钟，坏的时候就只能观看PPT了。现如今，这些卡顿的图片、视频基本上已经消失了，但依旧有体验不佳的情况出现，更何况，VR/8K视频/大数据/车联网等新应用场景的出现，又快速占满了带宽，5G时代有望充分释放这些束缚，比如高清视频采集将会变得无处不在，在合法的领域内，人类的一切活动都将被记录，生产车间内，一切的设备运行状况将会实时传输到管理者的办公室内，到那个时候，大量的工作将会被无处不在的“天眼”取代，而这些数据将会在5G网络下的高速运算下，快速得出判断，从而实现人与机器、机器于机器之间的高效沟通，未来数据采集岗位将会消失，一些单维度的决策岗位也会消失，至于说，车间主任、秘书、私人秘书等岗位也就没有存在的必要了！
另外，VR会在5G时代野蛮生长，现在VR之所以没能大规模普及，核心就是体验差，可体验的范围小，背后则受网络速度、时延、噪音等因素的影响，一旦克服掉这些瓶颈，VR有望爆发，彼时普通的视讯会议将会消失，我们再也不用只看一个轮廓，通过高速网络传输配上低时延、多元化的数据结构，远在美国的客户可以分分钟做到亚洲供应商的桌子上，一尊看得见，摸不着的立体影像；同时，电商对VR的应用也会更加普及，5G时代，VR影像可以采集实体店或者商品的每一个细节，并完全转化成消费者体验，或许在5G时代，零售实体店真地会消失，最起码，消费者不用非要去店里查看衣服质量，而买家秀和卖家秀的差距也会慢慢变小，直至消失。
其实，5G时代带给人类的是整个社会形态的改变，同网络相关的东西都会因此而发生颠覆式的改变，比如网络文字、图片、低画质视频都会消失，因为有了更好的交流工具，5G时代聊微信或许再不用文字，直接发一段8K视频给朋友....
追忆往昔，手机形态也会消失？
如前文所述，人类的社会形态将会在5G时代发生改变，其中，不止于交流工具和模式,还有往昔美好的生活。现在，普通人类最好的生活莫过于在一个慵懒的周末下午，在高速WIFI的环境下，尽情地刷朋友圈和玩连连看，不用糟心于周一的会议或者还没有完成的KPI,但是笔者预测，在5G时代，手机形态多半也会消失。
众所周知，智能手机作为综合性娱乐终端，冲击了功能手机、游戏机、照相机、MP3和传统的PC等等，强大的功能让人爱不释手，同时，大概是因其流量耗费严重、数据处理太过频繁，以至于，绝大多数的Android手机都会遇到CPU内存不足的问题，一些旧iPhone则无法容纳新版本的IOS,有些甚至直接变成砖头，电池更是不堪重用，炸完一台又一台，而5G时代里，数据处理、流量传输都会有显著的增长，如今任何版本的智能手机都无法荷载，前沿的巨头肯定会找到一些办法来提升CPU和电池的性能，但终究会有极限，最终的结果可能是智能手机不再作为综合性终端，而是被分解开来，当然，不是回到传统的相机、MP3等电子产品，而是分解成为“万物联网”的效果，到了那个时代，全部商品、自行车、汽车都会高密度联网，建筑物、墙体则都会变成液晶屏幕，手机形态将会消失。
智能手机和移动互联网已经带给人类生活天翻地覆之改变，信息交流变得更加迅速，却丢掉了慢生活的种种情调，早些时候“收信”之后的喜悦已经转换成“打电话不接，过后又不回电话”的惆怅。5G时代，唯快不破、势不可挡，同时，希望留下些慢生活的美好。（科技新发现 康斯坦丁/文）
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科幻的视角 科普的态度 分享世界百态
科幻的视角 科普的态度 分享世界百态
今日搜狐热点我们走向5G时代
文 | 传感器技术（WW_CGQJS）
数据是新时代的石油，是当前技术领域最重要的驱动力。为了满足海量数据的计算和连接需求，我们正满怀期待地迎接下一代无线通信技术 －－ 5G的到来。5G将充分释放数据潜能，升级人类生活体验。实际上， 5G 不仅仅是通信行业向前迈出的革命性一步，更是一场整合无线连接、计算和云的产业革命。 它不仅关乎手机、PC，还有无人驾驶、虚拟现实、智慧城市等前瞻性应用领域。
在3G、4G和5G等名词中，G是英文单词“generation”（第x代）的缩写。因此，5G就是第五代移动通信技术。
在移动通信领域：
1G是模拟技术；
采用频分多址（FDMA），只能提供模拟语音业务；
2G实现了数字化语音通信；
主要采用时分多址（TDMA），可提供数字语音和低速数据业务；
3G技术以多媒体通信为特征；
3G以码分多址（CDMA）为技术特征，用户峰值速率达到2Mbps至数十Mbps，可以支持多媒体数据业务；
4G就是现在普遍的应用通信技术，其通信速率大大提高，标志着进入无线宽带时代。
4G以正交频分多址（OFDMA）技术为核心，用户峰值速率可达100Mbps至1Gbps，能够支持各种移动宽带数据业务。
5G关键能力比以前几代移动通信更加丰富，用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移动性等都将成为5G的关键性能指标。然而，与以往只强调峰值速率的情况不同，业界普遍认为用户体验速率是5G最重要的性能指标，它真正体现了用户可获得的真实数据速率，也是与用户感受最密切的性能指标。基于5G主要场景的技术需求，5G用户体验速率应达到Gbps量级。
面对多样化场景的极端差异化性能需求，5G很难像以往一样以某种单一技术为基础形成针对所有场景的解决方案。此外，当前无线技术创新也呈现多元化发展趋势，除了新型多址技术之外，大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型网络架构等也被认为是5G主要技术方向，均能够在5G主要技术场景中发挥关键作用。
综合5G关键能力与核心技术，5G概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。其中，标志性能力指标为“Gbps用户体验速率”，一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。
5G关键技术
5G技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。
在无线技术领域，大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点；在网络技术领域，基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）的新型网络架构已取得广泛共识。
此外，基于滤波的正交频分复用（F-OFDM）、滤波器组多载波（FBMC)、全双工、灵活双工、终端直通（D2D）、多元低密度奇偶检验（Q-ary LDPC）码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。
5G无线关键技术
大规模天线阵列在现有多天线基础上通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流，将数倍提升多用户系统的频谱效率，对满足5G系统容量与速率需求起到重要的支撑作用。大规模天线阵列应用于5G需解决信道测量与反馈、参考信号设计、天线阵列设计、低成本实现等关键问题。
超密集组网通过增加基站部署密度，可实现频率复用效率的巨大提升，但考虑到频率干扰、站址资源和部署成本，超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升。干扰管理与抑制、小区虚拟化技术、接入与回传联合设计等是超密集组网的重要研究方向。
新型多址技术通过发送信号在空/时/频/码域的叠加传输来实现多种场景下系统频谱效率和接入能力的显著提升。此外，新型多址技术可实现免调度传输，将显著降低信令开销，缩短接入时延，节省终端功耗。目前业界提出的技术方案主要包括基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址（SCMA）技术，基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入（MUSA）技术，基于非正交特征图样的图样分割多址（PDMA）技术以及基于功率叠加的非正交多址（NOMA）技术。
全频谱接入通过有效利用各类移动通信频谱（包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等）资源来提升数据传输速率和系统容量。6GHz以下频段因其较好的信道传播特性可作为5G的优选频段，6~
100GHz高频段具有更加丰富的空闲频谱资源，可作为5G的辅助频段。信道测量与建模、低频和高频统一设计、高频接入回传一体化以及高频器件是全频谱接入技术面临的主要挑战。
5G网络关键技术
未来的5G网络将是基于SDN、NFV和云计算技术的更加灵活、智能、高效和开放的网络系统。5G网络架构包括接入云、控制云和转发云三个域。接入云支持多种无线制式的接入，融合集中式和分布式两种无线接入网架构，适应各种类
型的回传链路，实现更灵活的组网部署和更高效的无线资源管理。5G的网络控制功能和数据转发功能将解耦，形成集中统一的控制云和灵活高效的转发云。
控制云实现局部和全局的会话控制、移动性管理和服务质量保证，并构建面向业务的网络能力开放接口，从而满足业务的差异化需求并提升业务的部署效率。转发云基于通用的硬件平台，在控制云高效的网络控制和资源调度下，实现海量业务数据流的高可靠、低时延、均负载的高效传输。
基于“三朵云”的新型5G网络架构是移动网络未来的发展方向，但实际网络发展在满足未来新业务和新场景需求的同时，也要充分考虑现有移动网络的演进途径。5G网络架构的发展会存在局部变化到全网变革的中间阶段，通信技术与IT技术的融合会从核心网向无线接入网逐步延伸，最终形成网络架构的整体演变。
5G技术场景
面向2020年及未来，移动互联网和物联网业务将成为移动通信发展的主要驱动力。5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求，即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景，也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。
与此同时，5G还将渗透到物联网及各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求，实现真正的“万物互联”。
5G将解决多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战，不同应用场景面临的性能挑战有所不同，用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数都可能成为不同场景的挑战性指标。从移动互联网和物联网主要应用场景、业务需求及挑战出发，可归纳出连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个5G主要技术场景。
连续广域覆盖和热点高容量场景主要满足2020年及未来的移动互联网业务需求，也是传统的4G主要技术场景。
连续广域覆盖场景是移动通信最基本的覆盖方式，以保证用户的移动性和业务连续性为目标，为用户提供无缝的高速业务体验。该场景的主要挑战在于随时随地（包括小区边缘、高速移动等恶劣环境）为用户提供100Mbps以上的用户体验速率。
热点高容量场景主要面向局部热点区域，为用户提供极高的数据传输速率，满足网络极高的流量密度需求。1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/km2的流量密度需求是该场景面临的主要挑战。
低功耗大连接和低时延高可靠场景主要面向物联网业务，是5G新拓展的场景，重点解决传统移动通信无法很好支持地物联网及垂直行业应用。
低功耗大连接场景主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。这类终端分布范围广、数量众多，不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力，满足100万/km2连接数密度指标要求，而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。
低时延高可靠场景主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求，这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求，需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。
5G主要场景与关键性能的挑战
5G场景和关键技术的关系
连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接等四个5G典型技术场景具有不同的挑战性指标需求，在考虑不同技术共存可能性的前提下，需要合理选择关键技术的组合来满足这些需求。
在连续广域覆盖场景，受限于站址和频谱资源，为了满足100Mbps用户体验速率需求，除了需要尽可能多的低频段资源外，还要大幅提升系统频谱效率。大规模天线阵列是其中最主要的关键技术之一，新型多址技术可与大规模天线阵列相结合，进一步提升系统频谱效率和多用户接入能力。在网络架构方面，综合多种无线接入能力以及集中的网络资源协同与QoS控制技术，为用户提供稳定的体验速率保证。
在热点高容量场景，极高的用户体验速率和极高的流量密度是该场景面临的主要挑战，超密集组网能够更有效地复用频率资源，极大提升单位面积内的频率复用效率；全频谱接入能够充分利用低频和高频的频率资源，实现更高的传输速率；大规模天线、新型多址等技术与前两种技术相结合，可实现频谱效率的进一步提升。
在低功耗大连接场景，海量的设备连接、超低的终端功耗与成本是该场景面临的主要挑战。新型多址技术通过多用户信息的叠加传输可成倍提升系统的设备连接能力，还可通过免调度传输有效降低信令开销和终端功耗；F-OFDM和FBMC等新型多载波技术在灵活使用碎片频谱、支持窄带和小数据包、降低功耗与成本方面具有显著优势；此外，终端直接通信（D2D）可避免基站与终端间的长距离传输，可实现功耗的有效降低。
在低时延高可靠场景，应尽可能降低空口传输时延、网络转发时延及重传概率，以满足极高的时延和可靠性要求。为此，需采用更短的帧结构和更优化的信令流程，引入支持免调度的新型多址和D2D等技术以减少信令交互和数据中转，并运用更先进的调制编码和重传机制以提升传输可靠性。此外，在网络架构方面，控制云通过优化数据传输路径，控制业务数据靠近转发云和接入云边缘，可有效降低网络传输时延。
5G标准和中国华为
当前，制定全球统一的5G标准已成为业界正在推进的工作，国际电信联盟（ITU）已启动了面向5G标准的研究工作，并明确了IMT-2020(5G)工作计划：2015年中完成了IMT-2020国际标准前期研究，2016年开展5G技术性能需求和评估方法研究，2017年底启动5G候选方案征集，2020年底完成标准制定。
日，在美国内华达州里诺刚刚结束的国际移动通信标准化组织3GPP的RAN1（无线物理层）#87次会议上，经过与会公司代表多轮技术讨论，3GPP最终确定了5G eMBB（增强移动宽带）场景的信道编码技术方案，其中：华为主推的Polar Code码作为控制信道的编码方案；高通主推的LDPC码作为数据信道的编码方案。
会议最终结论
LDPC码和Polar码的决策是5G标准的一个里程碑，进一步推进了3GPP全球5G统一标准的产业进程，并坚定了电信运营商、设备商、芯片和终端厂商各方共同合作的信念和决心。”华为公司这样评述。
业内认为，标准占据了通信行业“金字塔”顶尖，在通信标准中拥有话语权，即意味着在全球通信行业中拥有了话语权以及产业链先发优势，Polar方案涉及的编码与调制领域又是通信技术的核心。
华为选择了Polar码，5G也选择了Polar码，这就意味着华为在5G领域更具影响力。事实上，华为很早就在5G技术上开始布局。2009年，华为展开了相关技术的早期研究，并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。日，华为宣布将在2018年前投资6亿美元对5G的技术进行研发与创新，并预计在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。
华为在研究标准的过程中，申请了很多相关的专利，在技术、产品上已占有先发优势。据了解，华为在Polar标准当中的核心专利占比达70%，未来一旦商用产品、方案使用到相关专利，华为就可收取相应专利费。位于产业链最顶端的华为，利润最丰富，话语权最大。
据悉，Polar码主要推动与支持的厂商不光只是华为，还有中兴、烽火、大唐、中国移动、中国电信、中国联通、宏碁、海能达、联想等中国厂商。主推厂商在编码方案的硬件与软件实现方面前期投入较大，具备先行优势，将有利于厂商在专利许可、产品性能方面占据先导优势，相关支持厂商也能因此获益。
虽然华为主推方案获得通过，但并不意味着华为就已经“拿下了5G”， 这只是技术路线之间话语权的争夺。5G现在还没有形成最终标准，标准太大，Polar码入选只是这个过程当中的一小步。
Polar码方案胜出的意义有三，一是以华为、中兴为代表的中国通信企业，长期投资基础研发，逐渐在全球获得了更多的话语权，越来越多来自中国的专家在通信方面的国际组织中担任重要职务；二是与TD-SCDMA、TD-LTE不同，华为提出的Polar码方案得到了全球通信圈的认可，这不仅代表了技术领先得到认可，更重要的是，华为、中兴等企业积极贡献、积极参与、积极互动的做法，赢得了越来越多的全球通信企业的支持；三是Polar码方案和LDPC码方案先后被采纳，有一定的相互妥协的成分，全球推出一个统一的5G标准的可能性越来越大，这是全球通信企业的胜利。
4G时代拼的是国内市场的天时地利人和，在5G时代，必须站在全球格局下，直面各大老牌巨头的直接挑战。5G标准之争当然是各国角逐的重要制高点，在综合技术实力和产业竞争力的较量中，一个短码标准仅仅是冰山一角，值得鼓掌，但不能一叶障目。eMBB场景刚刚确定，mMTC和URLLC标准要在2018年前确定，届时才是博弈的真正开始。
5G不是连接技术的渐进式提升，也不仅是新一代的移动技术。5G将是一种全新类型的网络，以前所未有的规模、速度和复杂性支持高度多样化的终端。
在朝5G演进的过程中，具有非凡能力的数十亿终端正与机器人、人工智能、自动驾驶汽车、纳米技术及更多领域的前沿技术相结合。这样的结合将带来巨大变革——“发明革命” （Invention Revolution）。这是人类从未经历过的快速变革时代。
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