近年來，第五代移動通信系統(tǒng)5G已經(jīng)成為通信業(yè)和學(xué)術(shù)界探討的熱點。5G的發(fā)展主要有兩個驅(qū)動力。一方面以長期演進(jìn)技術(shù)為代表的第四代移動通信系統(tǒng)4G已全面商用，對下一代技術(shù)的討論提上日程;另一方面，移動數(shù)據(jù)的需求爆炸式增長，現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)難以滿足未來需求，急需研發(fā)新一代5G系統(tǒng)。

5G通信在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域提供了巨大的潛力。5G的作用相當(dāng)廣泛，它跨越一個廣泛的頻率范圍-下圖說明了從低頻段、中頻段(“sub-6GHz”)和高頻段(“mmWave”)頻率分配使用的通用術(shù)語。

5G的大規(guī)模MIMO天線配置提供了高用戶容量、塔間無縫移動連接和極高的可用性——后者對許多應(yīng)用程序都起到至關(guān)重要的作用。下圖展示了5G天線配置，定向波束形成的輻射模式與全向4G模式的對比。

雖然利用現(xiàn)有的4G LTE基礎(chǔ)設(shè)施，一些商業(yè)安裝已經(jīng)可以在中頻段使用，但5G的前景取決于mmWave通信的部署。mmWave 5G主要特點:

超可靠性低延遲通信(URLLC)

增強(qiáng)型流動寬帶(EMB)

對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)應(yīng)用，通過部署專用5G網(wǎng)絡(luò)，來支持機(jī)器人自動化、基于傳感器的過程監(jiān)控或利用增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)的操作員輔助過程。這些“定位設(shè)施網(wǎng)”都依賴于5G特性——URLLC。

大部分5G開發(fā)和資本投資都應(yīng)用在了電磁干擾應(yīng)用上，涵蓋了從消費者移動電話到(4/5級)自動駕駛汽車的潛在通信需求方面。未來改進(jìn)自動駕駛汽車中的“類人反射”，URLLC的延遲是要將建立連接的時間縮短到小于1毫秒。

此外，盡管我們對自主汽車技術(shù)的追求和5G EMB通信的部署是共生共存的，但這兩個行業(yè)將在市場需求和機(jī)遇的驅(qū)動下(在一定程度上)是獨立發(fā)展的。一方面，自動駕駛車輛可能依賴本地傳感器數(shù)據(jù)(激光雷達(dá)、雷達(dá)、攝像頭)進(jìn)行實時決策，車輛日志和診斷數(shù)據(jù)很少上傳。在5G EMB的環(huán)境中，豐富的V2V和V2I應(yīng)用將被實現(xiàn)出來。例如，車輛可以向基礎(chǔ)設(shè)施通報道路危險(如路面結(jié)冰)、障礙物或正在接近的緊急車輛，這些車輛將向其他車輛通報這些信息，以便作出預(yù)測決策。

為5G設(shè)想的EMB應(yīng)用是非常獨特的。典型的移動用戶尋求高下載“流”吞吐量，而mmWave 5G技術(shù)的帶寬和低延遲也將導(dǎo)致以上傳為中心的應(yīng)用。下圖說明了在全V2V和V2I通信模式下，自動駕駛汽車(潛在的)數(shù)據(jù)傳輸需求。