不等长编码（5G时代就要来了）

通信世界的演化的速度很快，几乎10年更新一个时代。

从上世纪90年代的2G，到2010年左右兴起的4G。顶尖的技术，为社会带来无尽的便利和福祉。从2G到4G，每一代通信技术的话语权都掌握在国外企业的手上。1995年我国开始建设2G网络，比欧洲晚了4年。2009年中国第一个3G网络开通，比世界晚了8年。2013年中国4G牌照发放，比全球晚了约3年。

5G网络特点

那么随之而来备受关注的5G网络会是怎样的？除了更快，更为重要的因素是5G将成为实现万物互联的最核心的通信方式。

5G网络主要有四大特点：1000x的容量提升；1000亿+的连接支持；10GB/s的最高速度；1ms以下的延迟。从高性能的角度来说，可以有以下角度的展开：

1、传输速率

5G网络作为下一代移动通信网络，其最高理论传输速度可达每秒数十Gb，这比现行4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。随着5G技术的诞生，用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质（UHD）节目的时代已向我们走来。

其5G网络已成功在28千兆赫（GHz）波段下达到了1Gbps，相比之下，当前的第四代长期演进（4G LTE）服务的传输速率仅为75Mbps。

2、智能设备

5G网络中看到的最大的改进之处是它能够灵活地支持各种不同的设备。除了支持手机和平板电脑外，5G网络将还需要支持可佩戴式设备，例如健身跟踪器和智能手表、智能家庭设备如鸟巢式室内恒温器等。

在一个给定的区域内支持无数台设备，这就是科学家的设计目标。在未来，每个人将需要拥有10-100台设备为其服务。不过科学家目前很难弄清楚支持所有这些设备到底需要多大的数据容量。

3、网络链接

5G网络不仅要支持更多的数据，而且要支持更多的使用率。5G网络，改善端到端性能将是另一个重大的课题。端到端性能是指智能手机的无线网络与搜索信息的服务器之间保持连接的状况。

在发送短信或浏览网页的时候，在观看网络视频时，如果发现视频播放不流畅甚至停滞，这很可能就是因为端到端网络连接较差的缘故。

4、电池寿命

下一代无线网络还将会带来智能手机和移动设备电池寿命的大幅提升。因为有很多较小的任务需要应用程序不停歇地运行。电子邮件应用程序会反反复复向服务器发送请求信息，查核是否有新的电子邮件到来。

现在有很多应用程序会不断地发送些短小的信息，请求信息虽然短小，但是它们会随着时间的推移不断地蚕食手机的电池电量。在贝尔实验室的团队有一项任务就是找出处理这些请求信息的更好的办法。如果能够处理好这些信息，那么我就能极大地提升平板电脑的电池寿命。 看完上面的介绍，大家是不是都对5G网络有所了解了，对于一知半解的小编来说，也只能介绍到这了，就让我们拭目以待，见证5G网络的到来！

5G通信相对于4G通信的进步

5G指的是第五代通信技术，具有连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接、低时延高可靠性等特点，而这些就是5G通信相对于4G通信的最显著进步。

连续广域覆盖指的是能在偏远山区、地下车库、高速移动状态下，以保证用户的移动性和业务连续性为目标，为用户提供100Mbps以上的高速业务体验，换言之，就是信号覆盖范围更广，网速更快，而且在现在4G网络表现不是特别好的地下车库，或者高铁等快速移动的场景能有比较流畅的体验。

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热点高容量指的是在人口密集区为用户提供1Gbps用户体验速率和10Gbps峰值速率；在流量热点区域，可实现每平方公里10-100Tbps的流量密度。也就是在人口高度密集的区域，再也不用担心因为过多4G用户同时使用网络而导致网速下降或者网络拥堵了。

低功耗大连接能够提供具备超千亿网络连接的支持能力，满足100万/km2连接数密度指标要求。这项功能主要面对面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景，对于提升城市管理能力、政府公共服务、森林防火，以及更好的打击犯罪维护社会秩序都有很大的积极意义。

低时延高可靠指的是为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。这主要是面向自动驾驶、工业4.0等行业的特殊应用需求。毕竟自动驾驶对于延时和通信的可靠性要求非常高，如果达不到所需的要求很可能导致车毁人亡。

从中可以看出，相对于4G通信，5G通信能够提供覆盖更广泛的信号，而且上网的速度更快、流量密度更大，同时还将渗透到物联网中，实现智慧城市、环境监测、智能农业、工业自动化、医疗仪器、无人驾驶、家用电器和手持通讯终端的深度融合，换言之，就是万物互联。

中国的5G时代

作为未来人工智能以及物联网的核心技术，5G离正式商用的日期越来越近，三大运营商纷纷表示2020年前后将会正式商用。中国移动研究院副院长黄宇红日前对外表示，中移动会联合7家联合单位，在5大城市，建设500站规模，形成26类5G业务场景。

此外，在5G的规划上，中国成立了IMT2020推进组，开始5G研发和国际合作，有望打破国外垄断的局面。“5G时代真的要来了！”记者了解到，中国电信抢先移动联通公布这个重大消息。目前，中国电信在兰州的 5G基站开通，至此，中国电信已经在雄安、深圳、上海、苏州、成都、兰州等六个城市全部开通5G试点，标志着中国电信5G试点工作进入全新的阶段！下一步中国电信将与网络设备厂商、芯片厂商继续合作并深度探索。比如在在增强现实（AR）和虚拟现实（VR）、触觉互联网、车联网、无线通信应用，无人机、电网等方面，中国电信将展开大范围的研究与试验。

对于移动当前的5G规划，黄宇红称，在2018年Q1要积极参与5G技术研发第三阶段测试，进行规模试验网建设；在2018年Q3，在R15标准冻结之时，在5大城市牵头5G规模试验，进行关键技术应用和商用性验证，开始业务示范网建设；在2019年Q1开始在12个城市牵头业务示范。在2019年Q2推出商用终端芯片，并面向商用建设运营验证。

据悉，中国移动接下来将统筹规模试验与业务示范规划，网络准备和业务应用有效衔接。在规模试验中，中国移动会联合7家联合单位，在5大城市，建设500站规模，形成26类5G业务场景；在发改委的业务示范中，中国移动会联合20多家合作单位，会在12个城市进行业务示范，进行500站规划。

谈及当前5G试验中的挑战与难点，黄宇红表示，目前在网络设备、终端芯片、仪器仪表上仍存在一些挑战。其中，在网络设备方面，SA标准制定中，标准和产品需同步推出。但目前标准可选项太多，需要收敛。同时引入网络切片、边缘计算等新技术同时，构建基于NFV/SDN的下一代网络，技术叠加复杂。

在终端芯片方面，目前尚处于FPGA样机阶段，在距商用时间仅剩一年的2019年初才推出NSA/SA测试芯片。在仪器仪表方面，需进一步推动5G关键仪表成熟，如信道模拟器、终端/基站模拟器等。同时，需推动5G终端综测仪和一致性测试系统研发验证。

除了移动之外，联通和电信也都在积极布局5G技术。在第四届世界互联网大会上，中国联通总经理陆益民和中国电信董事长杨杰都表示，目前正在积极布局5G，计划2020年前后商用。

中国掌握了哪些5G关键技术？

由于5G通信标准依然在制定过程中，诸多技术也在发展，而且对于某些技术是否会成为5G通信的关键技术也存在争议，就此简单介绍下业界比较看好的一些关键技术。

首先是多址。多址技术指的是解决多个用户同时和基站通信的问题，怎么来分享资源的技术，第一代通信采用的是FDMA技术，第二代通信采用的是TDMA技术，第三代通信采用的是CDMA技术，第四代通信采用的是OFDMA技术。

高通在3G时代之所以能占据近乎统治地位，一定程度就得益于对CDMA专利的垄断，而在4G时代因为中欧联手“去高通化”，没有通过CDMA进行演进，而是选择了OFDMA技术，加上其他一些因素，使得高通在4G时代跌落神坛。这些事例都表明多址技术的重要性。在5G标准争夺战中，多址是一个很关键的争夺点，现在流行看法就是NOMA，不过也有学者持不同看法。

其次是编码。编码有长码和短码组成，一般采用最短的二进制位数表示一个指令，二进制位数越短则效率越高，在指令数量不变的情况下，越常用的指令当然越短越好。然而，如果一味的追求指令简短，必然会导致很多指令不等长，而不等长的指令将造成接收端沉重的处理负担。如果用等长的长编码虽然可以解决不等长指令的问题，但显然会导致无效数据的大量传输，浪费带宽。

在此情形下，工程师采取了折中的方案——把指令编成两个组或者三个组，常用的指令用相对短的二进制位数表示，不常用的指令用相对长的二进制位数表示，这样就解决了数据传输效率和减少接收端处理负担的矛盾。

最后是多天线技术。多天线是一种增加容量的技术，在理论上能把容量提高很多倍。简单的说，就是在现有多天线的基础上通过增加天线数，甚至配置数十根甚至数百根以上天线，支持数十个独立的空间数据流，实现用户系统频谱效率的大幅提升。

现在业界比较看好的是MIMO技术，大规模MIMO技术不仅能够在不增加频谱资源的情况下降低发射功率、减小小区内以及小区间干扰，还能实现频谱效率和功率效率在4G 的基础上再提升一个量级。此外，射频调制解调技术、软频率复用技术也有望成为5G通信的关键技术，特别是软频率复用方面的重量级专利掌握在中国企业的手中。

总体来说，中国在多项5G关键技术上取得重要突破，一些技术已经进入测试验证阶段。在最近，展讯第一版使用FPGA的原型机Pilot V1已完成与华为的对接实验，第二版原型机计划带宽将提高到100M，并于2017年下半年与系统厂商进行对接。

5G离我们还有多远？

2020年实现商用

据TD产业联盟2017年12月发布的《全球5G发展现状与趋势》显示，美日韩欧等国家和地区，已经开始布局和部署5G商用网络。

美国电信运营商AT&T计划在2018年下半年在全美推出5G通信服务；美国威瑞森电信宣布将从2018年下半年开始在美国3-5个城市提供固定5G无线服务。

韩国计划在2018年平昌冬奥会上提供5G试商用服务；日本计划在2020年东京奥运会提供5G服务。为此，各国的主流运营商都已纷纷推出自己的5G规模商用时间表。

中国这次依然没有落后。

2017年11月，发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》（下称《通知》）。其中三大重点支持工程之一，就是“5G规模组网建设及应用示范工程”。

《通知》明确指出，2018年要在不少于5个城市开展5G网络建设；中国移动、中国电信、中国联通三大运营商都要申报；至少开展4K高清、增强现实、虚拟现实、无人机等2类典型5G业务及应用。

如今我们已身处2018的起点，这一年接下来要发生的新鲜事，想想就令人期待。

当然，中国的5G发展绝不是轻轻松松、敲锣打鼓就能实现的。2018年是5G技术研发与产品研发承上启下的关键期，要满足中国2020年的5G商用目标，还需要国家和产业链上下游厂商共同努力。

“要以运营商为龙头，以应用带动系统，以系统带动设备，以设备带动终端，以终端带动芯片，再同时把软件、天线、仪表这些薄弱环节带动起来。”邬贺铨院士说。

中国信息通信研究院的相关负责人也指出，在国家层面，要积极推动5G科研布局、频谱规划以及国际合作，尽快弥补中国5G产业发展中的短板，为中国5G发展创造良好的发展环境；系统和芯片设备厂商要以5G国际标准为基础，加快产品研发，并依托中国组织开展的5G技术研发试验平台，进行充分的测试验证，构建完整5G产业链，推动5G产品的成熟；此外，还要加快推进5G与行业应用的融合，积极探索5G行业应用需求及商业模式。

正如业内人士期盼的那样，2018年1月3日，“5G应用”工作组在北京成立。这是中国凝聚产业力量，促进5G行业应用解决方案成熟的有力举措，将有力推动5G与垂直行业的融合和应用创新，为2020年5G成功商用奠定良好基础。

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