摘要：2019年6月6日，工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，这意味着中国正式进入5G商用元年。本文从移动通信的发展历程、5G的基本特点、5G核心技术、5G核心技术的实现难点、5G面临的挑战、5G时代带给通信建筑行业的新机遇等方面对5G通信网络进行阐述。
关键词：移动通信；5G的基本特点；5G核心技术；5G面临的挑战
引言
5G时代的到来将使移动互联和大数据迎来全面爆发，将推动传统行业转型、数字经济创新，成为未来十年乃至更长时间内的发展新引擎，更好地支撑和服务数字中国建设，促进经济社会发展。但5G网络的建设仍面临诸多难点和巨大挑战，对待5G发展要尊重科学和市场规律，冷静对待。
一、移动通信的发展历程
1979年世界上第一个商用移动通信网在日本建立，标志着蜂窝式移动通信正式步入了人类社会。在短短的40年发展历程中移动通信已发展至第五代，每一代移动通信技术都在前一代的基础上不断演进，并越来越深刻地改变着人们的生活方式和整个人类社会的发展。
第一代移动通信是模拟制式的蜂窝语音通信系统，语音信号为模拟调制，实现了模拟语音通话。典型代表是美国的AMPS系统及其改进型系统TACS。
第二代移动通信是数字蜂窝语音移动通信系统，实现了语音通信数字化。其典型代表是基于TDMA技术的欧洲GSM系统和基于CDMA技术的美国IS-95系统。后来又出现了基于GSM系统的无线分组交换技术GPRS和CDMA系统的数据增强版IS-95B，被称为2.5代。
第三代移动通信是窄带数据多媒体移动通信系统，也称为IMT-2000系统，主要有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种制式。其中欧洲的WCDMA和美国的CDMA2000系统分别是在GSM系统和CDMA系统的基础上发展起来的，TD-SCDMA是中国标准。TD-SCDMA标准主要侧重于无线接入网和终端部分，标志着中国正式具备了移动通信领域的标准制定能力和水平。
第四代移动通信是宽带数据移动互联网通信系统，是基于第三代移动通信系统的长期演进，其以正交频分复用（OFDM）和多入多出（MIMO）技术为核心，大大增强了空中接口技术。
第五代移动通信系统打破了信息传输的空间限制，能够实现的应用场景将不受想象力限制，依靠更高速率、更大连接、更低时延的特性，不仅能够解决人与人的通信问题，而且能够实现人与物、物与物的万物互联。
二、5G的基本特点
连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接、和低时延高可靠的技术应用场景决定了5G的基本特点：
（1）高速度。5G的速度高达1Gbps，最快可达10Gbps，速度单位已不再以Mb计算，下载一部超清电影只需几秒，甚至1秒不到。如果说3G是汽车速度，4G是飞机速度，那么5G就是火箭速度。作为新一代信息通信技术，5G的网络速度和质量将得到跨越式提升。
（2）泛在网。5G将提供无处不在的网络，用以支持日趋丰富的业务和复杂的场景。泛在网有两个层面：一个是广泛覆盖，一个是纵深覆盖。广泛覆盖是指人类足迹延伸到的地方，都需要被覆盖到；纵深覆盖是指人们的生活中已经有网络部署，但需要进入更高品质的深度覆盖。
（3）低功耗。5G要支持大规模物联网应用，就必须考虑功耗方面的要求。物联网产品都需要通信与能源，虽然可以通过多种手段实现通信，但能源的供应大多只能靠电池，为了确保产品的使用时间长，必须把功耗降下来，让大部分物联网产品一周充一次电，或者一个月充一次电，以改善用户体验，越来越丰富的物联网产品才会得到普通大众的广泛接受。
（4）低时延。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆3G网络时延约100毫秒，4G网络时延约20-80毫秒，到了5G时代，时延将会逐步下降至1-10毫秒。
（5）万物互联。根据现在的预测，到2025年，中国会有100亿个移动通信的终端。到了5G时代，终端不再按人来定义，而且每个人可能拥有数个终端，每个家庭拥有数个终端。届时，智能产品将更加层出不穷，并且通过网络相互关联，形成真正的智能互联网世界。
三、5G核心技术
5G高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联的基本特点保障了用户在5G时代的基础体验，而其技术则为实现其基本特点提供保障，它们是为新移动通信时代保驾护航的有效手段。
在核心技术方面，5G不再以单一的多址方式作为主要技术特征，而是由一组关键技术来共同定义，包括大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型多址技术以及新型网络架构。
四、5G核心技术的实现难点
目前，5G移动通信网络核心技术实现的难点在于：初期部署的投资难度和复杂度。
5G为了把带宽做的很宽，采用的是28GHz-32GHz的频率，也就是毫米波，意味着无法穿透障碍，所以就需要用到很多微基站，设备将达到600万个/平方公里的密集部署，及所谓的超密集组网。但是要做到超密集组网，需要大量的基础设施建设，这将使得初期部署时会产生巨大的投资且在短期内无法实现。而遍布城市的路灯可成为5G微基站及物联网基础设施的载体，在一定程度上可纾解5G建站难问题。同时，仍应打破移动通信系统传统的基站建设思路，设法真正实现5G的超密集组网。
在解决5G网络初期部署的复杂度方面，我们也应当清醒地认识到：虽然5G独立组网标准（SA）冻结，意味着5G具备了独立部署的能力。但目前的现实选择仍将是采取从非独立组网（NSA）向独立组网（SA）渐进的方式。基于初期部署的复杂度，从NSA到SA应该是一个渐进的和比较现实可行的过程。
五、5G面临的挑战
安全是对5G时代智能互联网的首位要求。5G时代将网连70亿人、7万亿设备。当5G成为产业互联网的基础设施，这意味着需要毫秒级的响应要求，如果“掉网”将可能造成严重的破坏性事件。同时，接入5G的终端也是多样化的，有的终端是物的终端，会带来新的安全问题，需要从机密性、隐私保护、认证类型等方面，来提升5G背景下的网络安全。
随着5G的大规模部署，将会有更多的安全问题出现，世界各国应该就安全问题形成新的机制，最后建立起全新的安全体系。
六、5G时代带给通信建筑行业的新机遇
5G将成为经济社会发展的基础设施，这为通信建筑行业创造了巨大的机遇。在5G民用通信基础设施建设方面，随着我国正式进入5G商用元年，以5G为代表的“新基建”投资力度和规模空前。已有浙江、江苏、广东、北京、重庆等逾10省市出台5G产业规划方案，多地划定5G覆盖时间表并加快基础设施建设，三大运营商2019年将投资超过300亿元部署5G发展。未来几年5G新基建投资建设高潮将延续，全国总投资规模将达1.2万亿元。
在轨道交通领域，近年来三大运营商已相继在各高铁、客专项目建设完成或正在建设4G移动通信网络，随着5G商用化的不断推进，旨在不断提升用户移动通信体验的各大运营商将会陆续推进各在建、已建铁路线路的5G基础网络建设。
2019年5月，深圳地铁已开始试行地铁5G超宽带车地无线通信，用以实现地铁运营方对乘客状况、列车设备及运行状态、隧道及弓网等情况的监测。可以预见的是，在城市轨道交通领域的5G基础建设投资也将不断加大。
参考文献：
[1]《5G时代》，项立刚，中国人民大学出版社，2019
[2]《5G移动通信》，刘毅，刘红梅，张阳、郭宝，机械工业出版社，2019
论文作者:卢西文
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/6
标签：td-scdma论文; 移动通信论文; 终端论文; 通信论文; 系统论文; 时代论文; 核心技术论文; 《基层建设》2019年第18期论文;