前言

公元759年（唐肅宗乾元二年）春天，李白因永王李璘案被流放夜郎，途徑四川。行至白帝城的時(shí)候，忽然收到赦免的消息，驚喜交加，隨即乘舟東下江陵。下詩(shī)即是李白回到江陵時(shí)所作，所以詩(shī)題一作《下江陵》。

早發(fā)白帝城

唐 李白

朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還。

兩岸猿聲啼不住，輕舟已過(guò)萬(wàn)重山。

你是不是還嗅到了一點(diǎn)愛(ài)因斯坦創(chuàng)立的狹義相對(duì)論的味道？

時(shí)光飛馳，不知不覺(jué)已換了人間。

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新華社倫敦5月30日消息，英國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商EE公司30日正式在倫敦等6個(gè)英國(guó)主要城市開(kāi)通5G服務(wù)，部分用戶已可體驗(yàn)新一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的高速連接。

EE公司的5G服務(wù)首先在倫敦、卡迪夫、愛(ài)丁堡、貝爾法斯特、伯明翰以及曼徹斯特這6個(gè)人口密集城市開(kāi)通。不過(guò)，即便是在上述城市中，5G暫時(shí)也不會(huì)完全覆蓋所有區(qū)域。EE表示，開(kāi)通5G服務(wù)的用戶將同時(shí)接入4G網(wǎng)絡(luò)，從而保證連接的穩(wěn)定性。

6月6日，據(jù)央視消息，工信部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照。中國(guó)正式進(jìn)入5G商用元年。5G牌照的發(fā)放，意味著大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將正式啟動(dòng)，面向全社會(huì)的5G業(yè)務(wù)服務(wù)也將正式推出，長(zhǎng)期來(lái)看將直接拉動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)及相關(guān)行業(yè)的增長(zhǎng)預(yù)期。

5G標(biāo)準(zhǔn)是全球產(chǎn)業(yè)界共同參與制定的統(tǒng)一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

在技術(shù)試驗(yàn)階段時(shí)，諾基亞、愛(ài)立信、高通、英特爾等多家國(guó)外企業(yè)已深度參與，在各方共同努力下，我國(guó)5G已經(jīng)具備了商用基礎(chǔ)。

5G到底是什么？相信很多人早已對(duì)這個(gè)名詞耳熟能詳，但也許對(duì)其具體的內(nèi)涵卻不甚了了。為此，特地找了一篇普通大眾都能看得懂的5G的科普文章，以飧廣大歐冶知鋼的用戶。

圖片源自網(wǎng)絡(luò)

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5G是英文“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的縮寫(xiě)，全稱：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems。

這是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，是4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)后的延伸。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

注：Release-15中的5G規(guī)范的第一階段是為了適應(yīng)早期的商業(yè)部署。Release-16的第二階段將于2020年4月完成，作為IMT-2020技術(shù)的候選提交給國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）。

ITU IMT-2020規(guī)范要求速度高達(dá)20 Gbit/s，可以實(shí)現(xiàn)寬通道帶寬和大容量MIMO。第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）將提交5G NR（新無(wú)線電）作為其5G通信標(biāo)準(zhǔn)提案。5G NR可包括低頻（FR1），低于6 GHz和更高頻率（FR2），高于24 GHz（毫米波范圍）。

然而，在早期部署中，在4G硬件（非獨(dú)立）上使用5G NR軟件的速度和延遲只比新4G系統(tǒng)稍好一點(diǎn)，估計(jì)要好15％到50％。獨(dú)立eMBB部署的仿真顯示，在FR1范圍內(nèi)，吞吐量提高了2.5倍，在FR2范圍內(nèi)提高了近20倍。

目前，提供5G無(wú)線硬件與系統(tǒng)的公司有：華為、中興、三星、高通、思科、諾基亞、愛(ài)立信、聯(lián)發(fā)科技、瞻博網(wǎng)絡(luò)。

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與早期的2G、3G和4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)一樣，5G網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，在這種網(wǎng)絡(luò)中，供應(yīng)商覆蓋的服務(wù)區(qū)域被劃分為許多被稱為蜂窩的小地理區(qū)域。

表示聲音和圖像的模擬信號(hào)在手機(jī)中被數(shù)字化，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換并作為比特（Byte）流傳輸。蜂窩中的所有5G無(wú)線設(shè)備通過(guò)無(wú)線電波與蜂窩中的本地天線陣和低功率自動(dòng)收發(fā)器（發(fā)射機(jī)和接收機(jī)）進(jìn)行通信。收發(fā)器從公共頻率池分配頻道，這些頻道在地理上分離的蜂窩中可以重復(fù)使用。

本地天線通過(guò)高帶寬光纖或無(wú)線回程連接與電話網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)連接。與現(xiàn)有的手機(jī)一樣，當(dāng)用戶從一個(gè)蜂窩穿越到另一個(gè)蜂窩時(shí)，他們的移動(dòng)設(shè)備將自動(dòng)“切換”到新蜂窩中的天線。

5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)在于

1、速度超快：數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，最高可達(dá)10 Gbit/s，比目前的有線互聯(lián)網(wǎng)還要快，比先前的4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。

2、延時(shí)超低：另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是較低的網(wǎng)絡(luò)延遲（更快的響應(yīng)時(shí)間），低于1毫秒，而4G為30-70毫秒。

由于數(shù)據(jù)傳輸更快，5G網(wǎng)絡(luò)將不僅僅為手機(jī)提供服務(wù)，而且還將成為一般性的家庭和辦公網(wǎng)絡(luò)提供商，與有線網(wǎng)絡(luò)提供商競(jìng)爭(zhēng)。以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供了適用于手機(jī)的低數(shù)據(jù)率互聯(lián)網(wǎng)接入，但是一個(gè)手機(jī)發(fā)射塔不能經(jīng)濟(jì)地提供足夠的帶寬作為家用電腦的一般互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商。

頻率決定效率

5G網(wǎng)絡(luò)通過(guò)在30至300 GHz的毫米波波段內(nèi)或附近，使用更高頻率的無(wú)線電波來(lái)實(shí)現(xiàn)這些更高的數(shù)據(jù)速率，而以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用700 MHz和3 GHz之間的微波頻帶中的頻率。一些5G供應(yīng)商將使用微波頻段中的第二個(gè)低頻范圍，低于6GHz，但這不會(huì)有新頻率的高速度。

由于毫米波頻段的帶寬更為豐富，5G網(wǎng)絡(luò)將使用更寬的頻道與無(wú)線設(shè)備進(jìn)行通信，頻率帶寬最高可達(dá)400 MHz，而4G LTE的頻率帶寬為20 MHz，可以每秒傳輸更多數(shù)據(jù)（比特）。OFDM調(diào)變技術(shù)是利用多個(gè)載波在頻率信道中進(jìn)行傳輸，從而同時(shí)并行地傳輸多個(gè)比特的信息。

毫米波會(huì)被大氣中的氣體吸收，并且比微波輻射的范圍更小，因此5G的蜂窩區(qū)域更小；5G蜂窩將只有一個(gè)城市街區(qū)那么大，而以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)卻可能橫跨好幾公里。電磁波也很難穿過(guò)建筑物的墻壁，需要多個(gè)天線來(lái)覆蓋一個(gè)蜂窩。

但毫米波天線比以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用的大型天線要小，只有幾英寸長(zhǎng)，所以5G蜂窩將被安裝在電話桿和建筑物上的許多天線覆蓋，而不是一個(gè)基站塔或基地臺(tái)。

另一種用來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸速率的技術(shù)是大規(guī)模MIMO技術(shù)。每個(gè)蜂窩將有多個(gè)天線與無(wú)線設(shè)備進(jìn)行通信，每個(gè)天線通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的頻道，由設(shè)備中的多個(gè)天線接收，這樣多個(gè)數(shù)據(jù)流將同時(shí)并行傳輸。

此外，在一種稱為波束賦形的技術(shù)中，基站計(jì)算機(jī)將不斷計(jì)算無(wú)線電波到達(dá)每個(gè)無(wú)線設(shè)備的最佳路徑，并將組織多個(gè)天線以相控陣(亦稱“相位陣列”)的形式協(xié)同工作，產(chǎn)生到達(dá)設(shè)備的毫米波束。

更小、更多的蜂窩使得5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施比以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)每平方千米覆蓋更昂貴。部署目前僅限于都市地區(qū)，那里每個(gè)手機(jī)都有足夠的用戶來(lái)提供足夠的投資回報(bào)，而且人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)是否能夠到達(dá)偏鄉(xiāng)區(qū)域存在疑問(wèn)。

新的5G無(wú)線設(shè)備也具有4G LTE功能，因?yàn)樾碌木W(wǎng)絡(luò)使用4G與蜂窩建立連接，此外在5G無(wú)法到達(dá)的地方也會(huì)使用4G。

5G的高數(shù)據(jù)傳輸速率和低延遲被認(rèn)為在不久的將來(lái)會(huì)有新的用途。一種應(yīng)用是實(shí)際的虛擬現(xiàn)實(shí)和擴(kuò)增實(shí)境。另一種應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)中快速的機(jī)器對(duì)機(jī)器的交互。例如，道路上車(chē)輛中的計(jì)算機(jī)可以通過(guò)5G連續(xù)不斷地相互通信，也可以連續(xù)不斷地與道路通信。

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下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（Next Generation Mobile Networks Alliance）定義了5G網(wǎng)絡(luò)的以下要求：

1、以10Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率支持?jǐn)?shù)萬(wàn)用戶；

2、以1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率同時(shí)提供給在同一樓辦公的許多人員；

3、支持?jǐn)?shù)十萬(wàn)的并發(fā)連接以用于支持大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署；

4、頻譜效率應(yīng)當(dāng)相比4G被顯著增強(qiáng)；

5、覆蓋率比4G有所提高；

6、信令效率應(yīng)得到加強(qiáng)；

7、延遲應(yīng)顯著低于LTE。

下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟認(rèn)為，5G應(yīng)會(huì)在2020年陸續(xù)推出，以滿足企業(yè)和消費(fèi)者的需求。除了簡(jiǎn)單的提供更快的速度，他們預(yù)測(cè)5G網(wǎng)絡(luò)還需要滿足新的使用案例需求，如物聯(lián)網(wǎng)（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建筑物或Web訪問(wèn)的車(chē)輛）、廣播類(lèi)服務(wù)，以及在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)的生命線通信。

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5G與4G相比的技術(shù)創(chuàng)新如下：

1、5G將采用512-QAM或1024-QAM更高的資料壓縮密度調(diào)變/解調(diào)變器，目前4G使用256-QAM或64-QAM的調(diào)變以壓縮傳輸資料，因此頻譜效率每Mbps/100MHz的利用效率更高，提高更多傳輸速率。

2、5G將采用28GHz毫米波通訊，比如目前4G使用700MHz、900MHz、1800Mhz、2600Mhz等低頻段，雖然電波繞射能力比較高但是在低頻上頻譜資源就卻相當(dāng)有限，在高頻的毫米波大多是軍用戰(zhàn)斗機(jī)雷達(dá)或測(cè)速照相等少數(shù)裝置，頻譜寬度更高，而且更容易找到連續(xù)頻譜，使空白頻譜非常容易取得。

3、波束指向配合多輸入/多輸出（Multi-input Multi-output ; MIMO）相控陣列天線，MIMO多輸入/多輸出利用電磁波的空間多工和路徑不同多天線系統(tǒng)提高傳輸速率，類(lèi)似在軍用領(lǐng)域的技術(shù)將延伸出的商用技術(shù)版本。

4、波束自適應(yīng)和波束成形，能夠提高特定方向的波瓣優(yōu)化傳輸距離。

5、新材料將使用GaN氮化鎵或是GaAs砷化鎵材料的RF射頻天線和功率放大器，此材料的RF射頻天線能在更高的頻段有更高的能源效率，裝置會(huì)比較省電。（據(jù)報(bào)道，我國(guó)鎵礦儲(chǔ)量世界第一。）

6、為了適應(yīng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人駕駛汽車(chē)、商用無(wú)人機(jī)等新技術(shù)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間將降低到1毫秒以下。

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由于5G技術(shù)將可能使用的頻譜是28GHz及60GHz，屬極高頻（EHF），比一般電訊業(yè)現(xiàn)行使用的頻譜（如2.6GHz）高出許多。雖然5G能提供極快的傳輸速度，能達(dá)到4G網(wǎng)絡(luò)的40倍，而且時(shí)延很低，但訊號(hào)的繞射能力（即繞過(guò)障礙物的能力）十分有限，且傳送距離很短，這便需要增建更多基站以增加覆蓋。

2013年5月13日，韓國(guó)三星電子宣布，已成功開(kāi)發(fā)第5代移動(dòng)通信（5G）的核心芯片實(shí)作，這一技術(shù)預(yù)計(jì)將于2020年開(kāi)始推向商業(yè)化。該芯片技術(shù)可在28GHz超高頻段以每秒1Gb以上的速度傳送數(shù)據(jù)，且最長(zhǎng)傳送距離可達(dá)2公里。與韓國(guó)目前4G技術(shù)的傳送速度相比，5G技術(shù)要快數(shù)百倍。通過(guò)這一技術(shù)，下載一部1GB的高畫(huà)質(zhì)（HD）電影只需十秒鐘。

2013年11月6日 華為宣布將在2018年前投資6億美元對(duì)5G的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)與創(chuàng)新，并預(yù)告在2020年用戶會(huì)享受到20Gbps的商用5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

2014年5月8日，日本電信營(yíng)運(yùn)商N(yùn)TT DoCoMo正式宣布將與Ericsson、Nokia、三星等六間廠商共同合作，開(kāi)始測(cè)試凌駕現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)1000倍網(wǎng)絡(luò)承載能力的高速5G網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度可望提升至10Gbps。預(yù)計(jì)在2015年展開(kāi)戶外測(cè)試，并期望于2020年開(kāi)始運(yùn)作。

2015年 諾基亞與加拿大Wind Mobile通訊營(yíng)運(yùn)商成功測(cè)試5G。

2016年4月份 華為宣布率先完成中國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組第一階段的空口關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證測(cè)試，在5G信道編碼領(lǐng)域全部使用極化碼。

2016年8月3日，澳大利亞電信宣布將于2018年在黃金海岸進(jìn)行5G試驗(yàn)。

2016年11月17日 國(guó)際無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)3GPP第87次會(huì)議在美國(guó)拉斯維加斯召開(kāi)，中國(guó)華為主推Polar Code（極化碼）方案，美國(guó)高通主推LDPC方案，法國(guó)主推Turbo2.0方案，最終eMBB場(chǎng)景的控制信道方案由極化碼勝出，eMBB場(chǎng)景的數(shù)據(jù)信道方案由LDPC勝出。

2016年高通公司發(fā)表全球首個(gè)5G基帶芯片X50，驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器使用28GHz毫米波通訊，下行速率達(dá)到5Gbps為目前最快的量產(chǎn)形芯片X16使用在S835處理器的1Gbps的5倍之多，當(dāng)時(shí)預(yù)計(jì)，X50基帶可能在2018年初量產(chǎn)。高通進(jìn)一步的解釋是，利用毫米波波長(zhǎng)短的特點(diǎn)，形成狹窄的定向波束，發(fā)送和接收更多能量，從而克服傳播/路徑損耗的問(wèn)題并在空間中重復(fù)使用。此外，在視距路徑受阻時(shí)，非視距（NLOS）路徑（如附近建筑的反射）能有大量能量以提供替代路徑。按照高通的規(guī)劃，驍龍X50 5G平臺(tái)將包括調(diào)制解調(diào)器、SDR051毫米波收發(fā)器和支持性的PMX50電源管理芯片。

2018年 冬季奧運(yùn)期間，韓國(guó)推出了5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃于2020年實(shí)行大規(guī)模商用。

2019年手機(jī)芯片大廠聯(lián)發(fā)科在世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC 2019)上，展示該公司第一款5G調(diào)制解調(diào)器芯片M70的傳輸速度，目前正與客戶緊密合作，預(yù)期2020年市場(chǎng)上將推出搭載聯(lián)發(fā)科技芯片的5G終端設(shè)備。

2019年4月3日，韓國(guó)于當(dāng)?shù)貢r(shí)間（UTC+9）23時(shí)啟動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)并成為第一個(gè)5G國(guó)家。三家韓國(guó)電信公司（SK Telecom，KT和LG Uplus）在發(fā)布當(dāng)天表示，使用5G網(wǎng)絡(luò)的用戶已超過(guò)40,000。

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自2018年以來(lái)，一些團(tuán)體以健康問(wèn)題為由，反對(duì)部署5G。最終未有足夠的證據(jù)說(shuō)服監(jiān)管機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)協(xié)會(huì)（如：美國(guó)國(guó)家癌癥研究所）或證明5G對(duì)人體有害。

因擔(dān)心海外間諜組織借此從事間諜活動(dòng)，美國(guó)已敦促其盟國(guó)禁止使用由中方所提供的5G設(shè)備。目前，澳大利亞、日本等國(guó)家已禁止其運(yùn)營(yíng)商在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中采購(gòu)中方設(shè)備。

部分國(guó)家雖針對(duì)潛在的安全隱患作出警告，并成功說(shuō)服其運(yùn)營(yíng)商停止采購(gòu)，但并未正式禁止使用。

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華為創(chuàng)始人任正非在2018年4月接受新華社采訪時(shí)表示：“科學(xué)技術(shù)的超前研究不代表社會(huì)需求已經(jīng)產(chǎn)生，5G就是媒體炒作過(guò)熱了，我不認(rèn)為現(xiàn)在5G有這么大的市場(chǎng)空間”

網(wǎng)易創(chuàng)始人丁磊在2019年兩會(huì)期間表示：“我不認(rèn)為5G的高速會(huì)對(duì)目前的媒體平臺(tái)有重大的改變，全世界都一樣……它只是個(gè)速度的增加而已，其實(shí)你現(xiàn)在手機(jī)速度也夠快了，不管是WIFI、4G，都差不多夠快了。我覺(jué)得（日常使用）基本上完全可以滿足。”

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毛澤東 《浪淘沙·北戴河》

大雨落幽燕，

白浪滔天，

秦皇島外打魚(yú)船。

一片汪洋都不見(jiàn)，

知向誰(shuí)邊？

往事越千年，

魏武揮鞭，

東臨碣石有遺篇。

蕭瑟秋風(fēng)今又是，

換了人間。

5G已來(lái)，未來(lái)已來(lái)。

人間已換新天。