5G关键技术到底有哪些

5G 是 4G 的延伸，是第五代移动通信标准，也称第五代移动通信技术。5G具有高速率、低时延、大容量等特征。
在高速率方面，5G 的网络速度是4G 的10倍以上。在5G网络环境比较好的情况下，1G的电影1-3秒就能下完，基本上不会超过10秒。
在低时延方面，人类眨眼的时间为 100 毫秒，而 5G 的时延已达到毫秒级别，仅为4G的十分之一，您在网络购票、抢红包时都能比普通4G客户更快一步，视频通话时也会有更好的交互体验。
在大容量方面，5G 网络连接容量更大，即使50个客户在一个地方同时上网，也能有100Mbps以上的速率体验。
中国移动将为您提供高速率、低时延、大容量的优质5G网络。5G商用初期，为您提供5G网络下的高分辨率、不卡顿、不拖尾、三维立体声的超高清视频；画质更加清晰的竖屏视频彩铃；母带级的24bit至臻音质内容;多终端、多网络、最多4方接入的家庭高清视频通话；无需下载、即点即玩、多屏合一的云端游戏等体验。
随着应用持续创新，未来中国移动还将陆续推出5G超高清视频会议、5G AR/VR全景直播、5G平安校园、5G远程教学、5G远程医疗、5G自动驾驶、5G无人机巡线、5G质量检测等应用。

非正交多址接入技术 （Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA）：
我们知道3G采用直接序列码分多址（Direct Sequence CDMA ，DS-CDMA）技术，手机接收端使用Rake接收器，由于其非正交特性，就得使用快速功率控制（Fast transmission power control ，TPC)来解决手机和小区之间的远-近问题；而4G网络则采用正交频分多址（OFDM）技术，OFDM不但可以克服多径干扰问题，而且和MIMO技术配合，极大的提高了数据速率。由于多用户正交，手机和小区之间就不存在远-近问题，快速功率控制就被舍弃，而采用AMC（自适应编码）的方法来实现链路自适应；NOMA希望实现的是，重拾3G时代的非正交多用户复用原理，并将之融合于现在的4G OFDM技术之中。从2G，3G到4G，多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而NOMA在OFDM的基础上增加了一个维度——功率域；新增这个功率域的目的是，利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。

实现多用户在功率域的复用，需要在接收端加装一个SIC（持续干扰消除），通过这个干扰消除器，加上信道编码（如Turbo code或低密度奇偶校验码（LDPC)等），就可以在接收端区分出不同用户的信号。

5G的核心将带来新的调变机制以及日益复杂的MIMO技术，从而最大化宝贵频谱资源利用效率，以及提供较早期LTE性能更高50倍的吞吐量。5G概念还涵盖宽广的频带范围，远远超出如今在LTE中看到的频带，原因在于协调各频段间的接取技术，并致力于在增加下一代服务容量的同时也实现效率最大化。从提供广域服务的sub GHz频段到如今Wi-Fi广泛使用的区域性GHz频段，我们将看到5G应用的广泛部署。进一步来看，5G可支持30Hz以上未充份利用的毫米波（mmWave）频段。这些波段能够提供与5G服务有关的mulTI-Gbps吞吐量。毫米波频段的缺点之一包括：我们只能期待装置在「视线」和基地台范围内几十公尺内作业，这在本质上将为部署带来挑战。

不久前，中国华为公司主推的Polar Code（极化码）方案，成为5G控制信道eMBB场景编码方案。消息一出，在网络上就炸开了锅，甚至有媒体用“华为碾压高通，拿下5G时代”来形容这次胜利。那么，媒体报道是否名副其实，除了编码之外，5G还有哪些关键技术呢？ ▲5G通信到底是什么 　 5G，顾名思义是第五代通信技术，3GPP定义了5G三大场景： 　　 增强型移动宽带（eMBB，Enhance Mobile Broadband），按照计划能够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，可实现每平方公里数十Tbps的流量密度。 　　 海量物联网通信（mMTC，Massive Machine Type Communication），不仅能够将医疗仪器、家用电器和手持通讯终端等全部连接在一起，还能面向智慧城市、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，并提供具备超千亿网络连接的支持能力。 　　 低时延、高可靠通信（uRLLC，Ultra Reliable & Low Latency Communication），主要面向智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延高可靠连接的业务，能够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。 　 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。 ———————— ▲5G通信有哪些关键技术 　　 有媒体将中国华为主推的Polar在信道控制eMBB场景中击败美国主推的LDPC和法国主推的Turbo2.0，认为是华为掌握了5G的核心专利，并用“华为碾压高通，拿下5G时代”来形容。但这种描述是比较值得商榷的。 　　 本次高通和华为争夺的eMBB场景编码方案，就这件事情本身而言还不能成为核心专利。核心专利是由几个体系来组成的，一般来说，物理层都认为是最核心的关键技术，这其中就包括编码，编码一方面可以传递信号，同时编码技术也可以增加抗干扰能力，Turbo2.0、Polar Code、LDPC就是目前法国、中国、美国主推的编码方案。 　　 另外一个就是多址，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，5G时代多址是一个很关键的争夺点，现在流行看法就是NOMA。不过，4G奠基性技术“软频率复用”的发明人杨学志不久前撰文《NOMA只是一个误解》，认为NOMA未必能问鼎5G时代，依旧存在一定变数。 　　 还有一项关键技术就是多天线，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。现在比较火的是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，射频调制解调技术也属于关键技术。 ———————— ▲为何说“华为碾压高通，拿下5G时代”名不副实 　 所谓核心专利，是指能在物理层方面做出基础性的创新并掌握话语权的专利技术，所谓话语权就是，一旦技术商用后，就具备狮子大开口的技术实力。比如高通在3G时代掌握拥有软切换和功率控制两大核心专利以及两千项外围专利，具备了像爱立信、华为、诺基亚、中兴等全球通信厂商征收“高通税”的技术资本。华为如果仅凭一项Polar码是构不成核心专利的，何况Polar码也并非华为原创。 　　 美国高通主推的LDPC是由国际信息领域泰斗Gallager约五十年前提出的，经过50多年的发展和改进，技术已经非常成熟，虽然由于提出的时间较早，部分理念已经不能称之为先进，但经过多次改进和扩展，依旧是非常优秀的技术。 　　 法国主推的Turbo2.0是Turbo的延伸和发展，Turbo码是4G时代使用的编码之一，在技术上同样非常成熟。而中国主推的Polar码是由土耳其毕尔肯大学Erdal Arikan教授（是Gallager的学生）在2008年首次提出，polar码的优势在于纠错能力强，而且是世界上唯一一种已知的能够被严格证明达到信道容量的信道编码方法，这对于高带宽网络的规范管理具有重要的意义，在某些应用场景中已经取得了和Turbo码和LDPC码相同或更优的性能。但劣势也非常明显，就是诞生时间太短，技术不够成熟。 　　 本次Polar码战胜LDPC码和Turbo码赢得的是eMBB场景短码控制信道。之前说过，3GPP定义了5G三大场景：增强型移动宽带（eMBB）、海量物联网通信（mMTC）、低时延、高可靠通信（uRLLC）。而华为这次仅仅获得了eMBB场景中短码的控制信道，而高通却斩获了eMBB场景的长码和短码的编码信道，而且mMTC和URLLC场景的编码方案还悬而未决。抛开之前提到的多址技术、多天线技术、射频调制解调技术等关键技术，仅仅凭华为在编码上取得了eMBB场景中短码的控制信道，一些媒体就声称“华为碾压高通，拿下5G时代”，这既不符合客观实际，也颇有捧杀的嫌疑。 　　 诚然，本次能够在编码标准的制定上占据一席之地是中国通信产业取得的胜利和实力的体现，但也不可忘乎所以，将取得的局部性胜利定义为“拿下5G时代”。 内容来自：科普中国

5G包括无人驾驶、VR/AR/4K/8K新媒体、工业互联网、智慧法院、智慧医疗、智能校园等。