5G的发展过程和5G为什么能高速传输的说明

1684年，麦克斯韦预言电磁波的存在，也遭到了学者的怀疑。

1887年，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于电磁波存在的预言。

1895年，马可尼发明无线电报机，人类正式进入无线通信时代！

通信技术TimeLine

6年前，4G通信高速发展，移动互联网产业井喷。那时候，大多数人都认为，由于上下游竞争，削弱了上游运营商的盈利能力，通信发展将会放缓。（例如：电话被互联网视频取代，短信被微信取代）可偏偏这时，微电子技术大力发展，嵌入式设备开始普及，移动通信走向了通往新大陆的高速列车。

3年前，越来越多的物联网设备（IoT Internet of Things 物联网）接入移动通信网，其主要特点就是能进行远距离通信(大于10km)。主要的几个解决方案是，LoRa，NB-IoT等，但是网络时延过高。这些技术中，就包括当下火，也是本文核心所述的--5G技术。

2年前，很多互联网企业已经不满足于应用开发，不断的投入资源在智慧城市，智能家居，自动驾驶等行业。进而推动交叉学科领域突破。背后支撑着的信仰，正是新一代移动通信技术将会到来的预期。技术瓶颈被突破，行业将有大变革。

通信技术里程碑

从技术角度讲，5G通过精妙的信号处理技术，解决了传统移动通信老大难问题，这要拜谢信号处理和无线电技术的发展。

本篇主要讲两点：

第一点，如何做到高速传输？5G选择了波束赋形（Beamforming，又叫空域滤波）。空域滤波，这样叫也许更好理解。移动通信有一大难题，多径传播（Multipath Propagation），由于无线电波的折射，达到接收天线的时间是不一样的。波束赋形（空域滤波）这一信号处理技术，通过控制不同信号的发射时间(相位)，最终汇聚在终点的信号强度变得十分强大，到达增强信号功率的效果。还有一大特性，其可以跟随目标移动，保证任何时候，目标都可以被信号覆盖。（原理是采用了多维的立体天线，扩展了一个方向维度）可以简单理解为，之前天线只有设备和塔之间的角度，而3D波束赋形有了水平方向的距离。

3D波束赋形

第二点，从核心网和路由管理角度看，5G是SDN发展下的产物（Software Defined Network，软件定义网络），这一点在以太网的网络层已有体现，现在的云计算中心普遍使用SDN管理路由（计算中心的设备量级可控，集中式的路由管理可实现），可以理解为从上帝视角，让网络传输最优化。5G在此基础上，做到了网络切片（基于NFV，网络功能虚拟化），其功能不仅仅像网传的3大场景这么简单，3MBB\\uRLLC\mMTC，其实是一种运维思想。分层管理和资源虚拟化，理论上可以定义任何需要的传输层网络。

5G网络切片

未来怎么看？

笔者认为，移动通信技术代表人类智慧的巅峰（之一），它的复杂度远比传统以太网高出10倍以上。你敢信这帮绝顶聪明的通信人，解决了多少复杂场景的通信问题吗。

随着AI技术的广泛应用，未来的网络会更加智能。

想必，本世纪中叶以前，必定是无线通信的时代，就像“尼古拉.特斯拉”预言的那样，在大西洋两岸通过无线电传输电能。那也能传输更大功率的信息，这种清洁的通信方式和清洁的能量传输方式，必定是人类科学发展的重要方向。