什么是5G？关注MWC 2019前你需要了解这些知识 _生活百科

选自digitaltrends
作者：Christian de Looper
机器之心编译
参与：路
5G 是什么？5G 的工作原理是什么？5G 可应用到哪些领域？5G 什么时候能够真正实现？美国运营商、中国运营商在 5G 竞赛中做了什么？5G 竞赛中重要参与者都有谁？5G 智能手机值不值得购买？本文将为你解答这些问题。
5G 的研发已有将近十年，终于快要变成现实。2018 年，运营商开始在选定城市中实施固定（fixed）5G ， 2019 年美国将出现移动 5G ，预计 2020 年 5G 将覆盖更多区域。
目前与 5G 相关的问题似乎比答案还多。一些人思考到底什么是 5G、他们的城市里是否会出现 5G ，还有一些人对 5G 智能手机更感兴趣。当然，还有人在争论哪个运营商拥有最好的 5G 服务。
如果你对 5G 有问题，请看此文。这里有你想了解的关于 5G 的一切。
5G 的工作原理
【什么是5G？关注MWC 2019前你需要了解这些知识】在解释 5G 工作原理之前，我们先来看什么是 5G 。
5G 即第五代移动通信系统，将最终取代或者至少增强你的 4G LTE 连接。5G 可使下载和上传速度指数倍增加，延迟（即设备与无线网络之间通信的时间）大大下降。
接下来我们来看 5G 的工作原理，这与传统 4G LTE 大不相同。
频谱

文章插图
图源：https://www.itu.int/dms_pub/itu-r/oth/0a/0E/R0A0E0000D40001PDFE.pdf
与 LTE 不同， 5G 使用三种不同的频谱频段。这看似不重要，但实际上会对人们的日常生活产生极大影响。
低频段频谱：频谱低于 1GHz ，是美国运营商在 LTE 中主要使用的频谱频段，不过该频段频谱正在快速消耗。低频段频谱覆盖范围大、穿透力强，但它有一个巨大的缺陷：峰值速率最高仅能达到 100Mbps 。
T-Mobile 美国是低频段频谱的主要玩家。在 2017 FCC（美国联邦通信委员会）宣布的 600MHz 频谱拍卖中，该运营商以近 79.9 亿美元获得了 600Mhz 频谱总量中的 45％低频资源，并开始快速建立全国性 5G 网络。
中频段频谱：提供比低频段频谱更快速的覆盖和更低的延迟。但是，它无法像低频段频谱那样穿透建筑物。中频段频谱的峰值速率预计可达 1Gbps 。
Sprint 是美国中频段频谱的主要玩家。该运营商使用多输入多输出（Massive MIMO）来提升中频段频谱的穿透力和覆盖范围。Massive MIMO 指一个盒子、一个蜂窝塔上配备多个天线，向不同的用户同时提供多个波束。Sprint 还使用波束成形（Beamforming）改进中频段频谱的 5G 服务。波束成形向小区（cell）中每个用户发送一个专门信号，使用波束成形的系统监控每一个用户，以确保用户收到连贯信号。
高频段频谱即大部分人所认为的 5G 。它通常指毫米波（mmWave）。高频段频谱的峰值速率可达 10 Gbps ，且具备极低的延迟。其主要缺陷在于覆盖范围小、穿透力较弱。
AT&T 和 Verizon 已投身高频段频谱。这两家运营商的 5G 覆盖范围将与 LTE 相连，它们正努力构建全国性 5G 网络。由于高频段频谱需要在穿透力、高速用户区域、覆盖区域之间进行权衡，因此它们必须依赖小小区（small cell ，便携式小型基站）。
小小区是低功耗基站，覆盖的地理区域较小。借助小小区，使用 mmWave 的运营商可以改进整个覆盖范围。小小区结合波束成形后，可以实现快速覆盖和低延迟。
5G 用例

02:49增强宽带
5G 无疑将改变我们与技术的日常互动方式，但它还有一个严肃的目的。如果我们想继续使用移动宽带， 5G 绝对是必要的。
在一些大都市已经出现了 LTE 容量不足的现象，一些城市中的用户正在经历忙时网速变慢的情况。5G 向频段中添加了大量频谱，它们尚未用于商业宽带流量。
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