一、移動通信技術(shù)演進：1G/2G/3G/4G/5G

移動通信系統(tǒng)自誕生至今，經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)成為連接人類社會的基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)。為了滿足人們不斷提升的多樣化通信需求，移動通信技術(shù)從最初的模擬發(fā)展為數(shù)字，從語音發(fā)展為數(shù)據(jù)，從窄帶發(fā)展為寬帶，從單工發(fā)展為全雙工，目前已經(jīng)滲透到了人們生活的各個領(lǐng)域，且不斷追求更高性能的腳步從未停止。

圖表1：移動通信技術(shù)示意圖

資料來源：互聯(lián)網(wǎng)公開資料、北京歐立信調(diào)研中心

移動通信技術(shù)誕生于20 世紀(jì)40 年代，人們僅僅是做一些傳播性的測試以及在幾個短波頻段上初步進行通信嘗試，如應(yīng)用于警車無線調(diào)度系統(tǒng)的2MHz 頻段。20 世紀(jì)60 年代開始出現(xiàn)一些具有撥號、半雙工的移動通信系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)沒有進行復(fù)用，抗干擾性差，容量低，因此必須要離較遠的距離才能實現(xiàn)通信，且支持的用戶非常有限，通信信號質(zhì)量也很不好。直到20 世紀(jì)70 年代，貝爾實驗室對蜂窩通信進行了詳實的驗證，自此移動通信才進入到快速發(fā)展的階段。

20 世紀(jì)80 年代，第一代移動通信(簡稱1G)誕生在美國，主要系統(tǒng)為AMPS，此外還有北歐的NMT 及英國的TACS，1G 采用的技術(shù)使頻分多址(FDMA)，只能提供模擬語音業(yè)務(wù)，典型的終端就是當(dāng)年的“大哥大”。

20 世紀(jì)90年代開始的2G 是數(shù)字技術(shù)的革命，也是各國爭奪通信標(biāo)準(zhǔn)的開始，具有多種不同的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，如GSM，IS-95CDMA 和TDMA 等，其中GSM(全球移動系統(tǒng))是使用最為普遍的一種標(biāo)準(zhǔn)，能夠支持語音和低速率的數(shù)據(jù)通信，保密性和通信質(zhì)量也有所提升。

3G 也稱作IMT-2000，始于20 世紀(jì)90 年代末，工作在2000MHz 頻段，主要特點是高速率(2Mbps-50Mbps)、高頻譜利用率、高服務(wù)質(zhì)量、低成本和高保密性等，3G 三種國際標(biāo)準(zhǔn)分別是：WCDMA(歐洲標(biāo)準(zhǔn))，CDMA2000(美國標(biāo)準(zhǔn))和TD-SCDMA(中國標(biāo)準(zhǔn))以及新加入這一陣營的802.16e(IEEE 標(biāo)準(zhǔn))。

2010 年出現(xiàn)的4G 技術(shù)，也稱為IMT-Advanced，包括TD-LTE 和FDD-LTE兩種制式以及IEEE 的8021.6m，是以正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)為核心，用戶峰值速率可達100Mbps 至1Gbps，能夠支持各種類型移動多媒體業(yè)務(wù)。

5G 將具有更高的速率、更寬的帶寬，具有更高的可靠性，更低的時延，不僅能滿足人與人的連接，同時也能夠滿足人與物、物與物的連接，廣泛應(yīng)用于各個場景下人們生活的方方面面以及有效滿足醫(yī)療、工業(yè)、交通等垂直行業(yè)的信息化服務(wù)的需要，最終實現(xiàn)“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景。

圖表 2：移動通信技術(shù)演進過程

二、5G 的概念：標(biāo)志性能力指標(biāo)和一組關(guān)鍵技術(shù)

我們回顧移動通信的發(fā)展歷程，可以將每一代移動通信系統(tǒng)都通過標(biāo)志性能力指標(biāo)和核心關(guān)鍵技術(shù)來定義。5G 關(guān)鍵能力比以前幾代移動通信所蘊含的內(nèi)容更加豐富，用戶體驗速率、連接數(shù)密度、端到端時延、峰值速率和移動性等都將成為5G 的關(guān)鍵性能指標(biāo)。然而，與以往只強調(diào)峰值速率的情況不同，業(yè)界普遍認(rèn)為用戶體驗速率是5G 最重要的性能指標(biāo)，它真正體現(xiàn)了用戶可獲得的真實數(shù)據(jù)速率，也是與用戶感受最密切的性能指標(biāo)。基于5G 主要場景的技術(shù)需求，5G 用戶體驗速率應(yīng)達到Gbps 量級。

面對多樣化場景的極端差異化性能需求，5G 很難像以往一樣以某種單一技術(shù)為基礎(chǔ)形成針對所有場景的解決方案。此外，當(dāng)前無線技術(shù)創(chuàng)新也呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢，除了新型多址技術(shù)之外，大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、全頻譜接入、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等也被認(rèn)為是5G 主要技術(shù)方向，均能夠在5G 主要技術(shù)場景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

綜合5G 關(guān)鍵能力與核心技術(shù)，5G 概念可由“標(biāo)志性能力指標(biāo)”和“一組關(guān)鍵技術(shù)”來共同定義。其中標(biāo)志性能力指標(biāo)為“Gbps 用戶體驗速率”，一組關(guān)鍵技術(shù)包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。