小编上周回家看姥姥,在饭后闲聊之余,被家里老人问道,5G到底是什么呢?5G和4G有什么区别呢? 小编当场一脸懵逼,只是解释到5G的上网速度要比4G快出很多,更多的也就不太清楚了。要知道5G技术是当下很火热的概念,不知道会不会有不少朋友和小编一样,只知道网速变快了?从全球范围看,各个国家都在加速5G开发的进度。那么,5G究竟能为我们带来什么?各个国家为何加快5G的布局?

 

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是最新一代蜂窝移动通信技术,是4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统后的延伸。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)。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。

 

发展背景

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,先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。

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。

 

网络特点及优势

  1. 峰值速率需要达到Gbit/s的标准,以满足高清视频,虚拟现实等大数据量传输。
  2. 空中接口时延水平需要在1ms左右,满足自动驾驶,远程医疗等实时应用。
  3. 超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网通信。
  4. 频谱效率要比LTE提升10倍以上。
  5. 连续广域覆盖和高移动性下,用户体验速率达到100Mbit/s。
  6. 流量密度和连接数密度大幅度提高。
  7. 系统协同化,智能化水平提升,表现为多用户,多点,多天线,多摄取的协同组网,以及网络间灵活地自动调整。

以上是5G区别于前几代移动通信的关键,是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果。

5G网络的主要优势在于,数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10Gbit/s,比当前的有线互联网要快,比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。另一个优点是较低的网络延迟(更快的响应时间),低于1毫秒,而4G为30-70毫秒。由于数据传输更快,5G网络将不仅仅为手机提供服务,而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商,与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入,但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商。

 

应用领域

车联网与自动驾驶

车联网技术经历了利用有线通信的路侧单元(道路提示牌)以及2G/3G/4G网络承载车载信息服务的阶段,正在依托高速移动的通信技术,逐步步入自动驾驶时代。根据中国、美国、日本等国家的汽车发展规划,依托传输速率更高、时延更低的5G网络,将在2025年全面实现自动驾驶汽车的量产,市场规模达到1万亿美元  。

外科手术

2019年1月19日,中国一名外科医生利用5G技术实施了全球首例远程外科手术。这名医生在福建省利用5G网络,操控30英里(约合48公里)以外一个偏远地区的机械臂进行手术。在进行的手术中,由于延时只有0.1秒,外科医生用5G网络切除了一只实验动物的肝脏。5G技术的其他好处还包括大幅减少了下载时间,下载速度从每秒约20兆字节上升到每秒50千兆字节——相当于在1秒钟内下载超过10部高清影片。5G技术最直接的应用很可能是改善视频通话和游戏体验,但机器人手术很有可能给专业外科医生为世界各地有需要的人实施手术带来很大希望。

5G技术将开辟许多新的应用领域,以前的移动数据传输标准对这些领域来说还不够快。5G网络的速度和较低的延时性首次满足了远程呈现、甚至远程手术的要求。

智能电网

因电网高安全性要求与全覆盖的广度特性,智能电网必须在海量连接以及广覆盖的测量处理体系中,做到99.999%的高可靠度;超大数量末端设备的同时接入、小于20 ms的超低时延,以及终端深度覆盖、信号平稳等是其可安全工作的基本要求。