5G时代即将来临

据报道，联想旗下的Motorola即将推出新一代手机Moto z3. 本来发布手机是件稀松平常的事，但不寻常的是同时发布的还有全球首款5G模块。这预示着5G时代马上由白纸黑字进入现实生活。

5G的革命意义

1G到2G是模拟到数字的革命，2G到3G是语音到数据通信的革命，3G到4G是速率和容量的提升；4G到5G，是应用场景的革命。

2015年，ITU从eMBB（增强型移动宽带）、mMTC(大连接物联网)、uRLLC（高可靠、低时延通信）的三大应用场景上做出了一定规划。那么5G技术到底又有什么不同呢？我们从其根源上出发从技术角度来看看。

增强型移动宽带- 10Gbps的通信速率

4G时代我们的通信速率为100MPS，而5G时代会上升到10GPS. 这主要是通过使用更高频率的载频与（massive mimo）多天线技术实现的。

该图显示了中国移动的通信技术载频频率。从图中可以看出，从2G到4G其载频在不断变高。5G时代的载频将达到6G以上。

该图显示了4G和5G在多天线技术上的区别。可以看到5G使用的天线数量远多于4G，“众人拾柴火焰高”，从而大幅提高通信速率。

大连接物联网-千亿级别的联接数量

mMTC（大连接物联网）将会发展在6GHz以下的频段，其将会应用在大规模物联网上，目前较可见的发展是NB-IoT。以往普遍的Wi-Fi、Zigbee、蓝牙等，较属于家庭用的小范围技术，回传线路（Backhaul）主要都是靠LTE，近期随着大范围覆盖的NB-IoT、LoRa等技术标准的出炉，可望让物联网的发展更为广泛。

高可靠、低时延通信- 1毫秒的超低时延

5G 正在改进帧结构以实现上述这一目标。下图给出一种准 5G 标准帧结构方案。该方案具有 100-200 微秒级的很短的传输时间间隔(TTI)，比 4G LTE 的 TTI（1ms）缩短 10 倍，具备快速的 Hybrid ARQ（自动重发请求）确认，可缩短系统时延。利用前载解调制参考和控制信号，可在接收帧的期间执行帧处理，而不是等缓冲整个子帧之后再处理。帧结构还用来简化和加速每子帧的快速调度请求。

URLLC（高可靠、低时延）则将会发展在6GHz以下的频段上，致力于将网络等待时间的目标压低到1毫秒以下。

未来城市实现交通管理智能化后，城市道路上将出现越来越多的无人驾驶汽车。由于道路交通事关人身安全，控制指令，尤其是制动指令抵达车辆的时间要求达到1毫秒的级别。现有4G网络时延条件之下，时速100公里的汽车，从发现障碍到启动制动系统仍需要移动1.4米。5G网络条件下，同样时速的汽车从发现障碍到启动制动系统需要移动的距离将缩短到2.8厘米，有望达到汽车ABS的水平。

另一项重要应用场域则是在智慧工厂，由于大量的机器都内建传感器，从传感器、后端网络、下指令，再传送回机器本身的这些过程，若以现有的网络传输，将出现很明显的延迟，可能引发工安事故。

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