最近围绕着5G做了很多介绍，因为对于公众而言大多都是人士非专业的小白，大家只知道5G很先进，是高科技技术，但是5G到底在哪里体现先进性呢，基本说不出来？换句话，5G的核心技术到底是什么？
今天做个简单的科普。
首先要清楚5G的先进性体现在哪里？可以简单用三个词概括：更高、更快、更强，能够体会出来浓浓的奥林匹克精神。没错，这是5G显著优于4G的特点。能达到峰值10Gbps以上，现实生活中就是如果我们用4G下载一部电影可能需要几分钟，而5G就可以在瞬间——几秒钟能够完成。所以对于更高更快来说是更上层楼的。
那这么高的速度到底是怎么才能实现呢？
这确实是需要多种高新技术突破才能实现的，而且并非简单在某个领域才行。5G中最关键的核心技术包括毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工以及波束成形等方面，其中毫米波技术就是最重要的事情。在无线通信中增加传输速率一般有两种方法，一是增加频谱利用率，二是增加频谱带宽。频谱利用率就是调制的算法技术，比如在编码方面现在华为的编码方案就作为5G的一个重要标准。而相对于提高频谱利用率，增加频谱带宽的方法显得更简单直接。在频谱利用率不变的情况下，可用带宽翻倍则可以实现的数据传输速率也翻倍。但问题是，现在常用的5GHz以下的频段已经非常拥挤，到哪里去找新的频谱资源呢？
5G 使用毫米波就是通过第二种方法来提升速率。
根据通信原理，无线通信的最大信号带宽大约是载波频率的 5%左右，因此载波频率越高，可实现的信号带宽也越大。在毫米波频段中，28GHz 频段和 60GHz 频段是最有希望使用在 5G的两个频段。28GHz频段的可用频谱带宽可达1GHz，而 60GHz 频段每个信道的可用信号带宽则到了 2GHz（整个 9GHz的可用频谱分成了四个信道）。在3GPP 38.101协议的规定中，5GNR主要使用两段频率：FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz—6GHz，又叫Sub 6GHz频段；FR2频段的频率范围是24.25GHz——52.6GHz，也就是我们这里所说的毫米波（mmWave）。
比如我们看6月6号的5G牌照颁发的时候，有一个很重要的信息就是公布了四家运营商的运营频点范围。目前国内的5G商用主要集中在sub6GHz，这些频段将是运营商未来很长一段时间的耕耘重点。
中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G频率资源； 中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的5G频率资源。其中，2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz频段为新增频段，2575-2635MHz频段为重耕中国移动现有的TD-LTE（4G）频段；中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G频率资源。而针对FR2频段的24.25GHz——52.6GHz，也就是我们这里所说的毫米波（mmWave）其实还没有真正开始。
有的时候，很多技术发展和商业过程需要分步实现的。准确说，我们现在是5G第一阶段。当然除了速率高，毫米波还有不少其他的好处。首先是，毫米波的波束很窄，相同天线尺寸要比微波更窄，所以具有良好的方向性，能分辨相距更近的小目标或更为清晰地观察目标的细节。毫米波还有一个特点，就是传输质量高。这主要是由于它的频率非常高，所以毫米波通信基本上没有什么干扰源，电磁频谱极为干净，信道非常稳定可靠。另外毫米波的安全性也比较高，因为毫米波在大气中传播受氧、水气和降雨的吸收衰减很大,点对点的直通距离很短,超过距离信号就会很微弱，这增加了被窃听和干扰的难度。刚才说到毫米波波束窄，副瓣低，这也让它很难被截获。
毫米波可以极大提升无线通信传输速率，这已经足够诱人，并且还有这些附带的优势，那么为什么这么多年一直没有被商用在通信领域中呢？这是因为，毫米波也有一些天然的缺陷，所谓硬币的两面，同样的特性，有优势，也有不足，这些不足很多年来令人们对毫米波的商用“望洋兴叹”。
毫米波技术有什么缺点？
毫米波主要缺点就是不容易穿过建筑物或者障碍物，并且可以被植物叶子和雨水吸收。这也是为什么 5G网络将会采用小基站的方式来加强传统的蜂窝塔。由于毫米波的频率很高，波长很短，这就意味着其天线尺寸可以做得很小，这是部署小基站的基础。可以预见的是，未来 5G移动通信将不再依赖大型基站的布建架构，大量的小型基站将成为新的趋势，它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信。
目前，各大厂商对 5G 频段使用的规划，是在户外开阔地带使用较传统的 6GHz以下频段以保证信号覆盖率，而在室内则使用微型基站加上毫米波技术实现超高速数据传输。凭借毫米波和其他 5G 技术，运营商希望5G 网络不仅能够为智能手机用户提供服务，而且能够在无人驾驶汽车、VR以及物联网等领域发挥重要作用。
5G的商用仅仅是拉开了大幕，后面还有大量技术难题去逐步攻克，像Massive MIMO天线技术、以及波束成形技术等方面都需要通过实践去检验。对于普通用户只要了解清楚毫米波技术的大体情况就可以了，未来没准在选购5G手机的时候，也许有销售人员忽悠说“这是毫米波技术的5G手机”，你就明白是咋回事了。
未来将是物联世界，让我们相约2019年11月19-21日，相约2019（第三届）全球物联网大会—寻找思考者！
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声明：本文系《洞悉——物联网发展1000问》系列文章第七十四篇，旨在希望通过系统性与行业专业视角就物联网产业当前发展现状与经济潜力予以分析和分享。IOT物联网，万物互联，互联万物。
作者：王正伟 中关村物联网产业联盟秘书长 51CTO博客-新社汇and微会动袁帅 授权发布