1.1 十大技術：5G迥異于傳統網絡的十大關鍵技術

任何新興事物的誕生都不是毫無依據的，在信息化時代技術發展速度越來越快的前提下，人們的需求也從模糊狀態逐漸變得清晰。而當需求達到一定程度時，新老技術之間的交替似乎也就成了一種必然情況。俗話說“長江后浪推前浪”，當前勢頭正猛的“后浪”就是承載了人們較多期待的5G。與傳統網絡相比，5G究竟憑借哪些創新技術使傳統網絡的市場地位被動搖？本節將詳細為大家介紹5G的關鍵技術，如圖1-1所示。

（1）網絡切片

從網絡切片這個概念上，我們就可以對其產生初步的認知，即對網絡進行分割，并將其拆分為不同類型的虛擬網絡。為什么要分割統一的網絡呢？因為5G技術并不是為某一類人單獨服務的，它要面向的是社會大眾，而人數越多越容易出現需求各異、眾口難調的情況，網絡切片的應用正是為了盡可能滿足不同人群的需求。

網絡切片當前主要由三大部分構成，分別是承載網、無線網以及核心網三種切片，在拆分時專業人員會分別從軟件、硬件兩類系統下手，但不會對硬件進行拆分，其主要承擔的是總引領工作。5G的每一個應用場景都能順利實現，離不開網絡切片在其中做出的貢獻。

（2）自組織網絡

5G系統在為人們提供更多便利、改善其生活質量的同時，也對自身所處的運載環境產生了更高的要求。能夠輔助5G高效運作的網絡配置會更復雜、更智能，只有這樣才能適應5G網絡性能的需要，而將移動通信技術與計算機網絡相結合的自組織網絡就成了5G必不可少的關鍵技術之一。自組織網絡能夠使5G的自動化程度得到顯著提升，如自優化、自配置等，這些功能可以為5G用戶提供更加穩定的網絡，并且能夠有效降低能源的消耗。

（3）D2D技術

D2D技術的研發主要是為了使無線頻譜的效率得到改善，如果應用得當，可以較大程度地緩解5G基站工作壓力，還能使原本處于資源緊張狀態的頻譜利用率得到顯著提升。D2D技術其實也是由于社會需求比較強烈才被研發出來，原本一塊“蛋糕”就那么大，但社會上幾乎每個人都想吃一口，如果不進行技術創新，本就有限的資源很快就會出現稀缺、匱乏的不利情況。因此，D2D技術在實施時會將目光投向多個小型基站，從而分散基站的信息負荷量。不過就當前狀況看，這種應用方法會造成大量資金損耗，后續還會從各個方面繼續對其進行改良。

（4）低時延技術

時延這個概念簡單來說就是信息從網絡這一頭進入到那一頭輸出所耗費的時間，時延越低就越能使人們的生活、工作變得更加快捷，而低時延技術就是為此而誕生的。傳統網絡，如當前仍處于主流應用狀態的4G，時延一般在10ms左右，而5G技術在預期設定中會將時延大幅度縮短至1ms左右，這無疑是一個十分驚人的數字，尤其是在那些人員比較密集的區域，如辦公樓、商業區等，能夠實現更有優勢的數據傳送效果。不過，與D2D技術相似，缺點在于技術應用的成本比較高，且還要考慮覆蓋領域、應用場景等問題，在短期內還是很難得到廣泛推廣的。

（5）MIMO技術

MIMO技術的性質是天線分集，即對傳統的天線系統進行改變，通過在網絡端口增加天線的方式來組成多個通信信道，這樣一來就可以很明顯地拓寬信道空間，使通信質量得到極大的改善。MIMO的技術優勢主要建立在多根天線的基礎上，與傳統的單天線系統相比，又進行了多角度的功能調整與更高效的信號處理，可以減少數據之間的相互干擾，應用于社區場景中可以得到效果較好的反饋。

（6）毫米波

毫米波的波長需要保持在1～10mm。如今，頻譜資源愈發緊張，毫米波的出現使這一難題得到了緩解。將毫米波放置到短距離通信場景中無疑是非常適合的，因為毫米波的優勢在于其波束并不寬廣，能夠改善網絡的交叉干擾問題，并且毫米波的干擾源比較少，這意味著人們能夠擁有高質量的通信體驗感。

毫米波技術不僅能用于地面通信，還能用在衛星通信系統中。不過，毫米波在面對降雨天氣時容易顯示出較明顯的缺陷，天氣情況越是惡劣，毫米波信號所受到的波動影響就會越大。

（7）內容分發網絡

內容分發網絡同樣是新型技術的體現，其最核心的作用就是能夠緩解網絡的擁擠狀態，從而能夠更快地實現網頁跳轉，簡單來說還是圍繞著網絡響應速度這一點進行的調整。與傳統網絡系統相比，內容分發網絡顯得更加智能、更加靈活，不僅使用戶請求能夠得到更快的響應處理，還能使網絡服務質量變得更高。

這種技術應用于各大網站中，給網站運營者帶來的好處是顯而易見的：原本推開一扇門可能需要耗費人們較長時間，有時甚至會出現推不開的情況，而這就很容易導致訪問者耐心耗盡直接離開。但應用了內容分發網絡后，訪問者就能輕松推開這扇門，而門里的內容也能有機會展示給更多的人，這就使得網站流量以及轉化率得到較大提升。

（8）M2M技術

M2M的含義是Machine To Machine，翻譯過來是機器和機器之間的交互。該技術主要對通信模塊應用，可以集中管理多臺機器，但前提是要將其植入各類機器終端中。M2M技術不僅在通信領域中應用空間十分廣闊，如果能夠進入持續開發狀態，該技術未來所具備的價值潛力將不可預測。

舉個例子，我們在日常生活中常常接觸到的車載系統其實就是M2M技術在發揮作用，車主或其他乘客能夠通過無線模塊的植入及時接收到各類信息提示，如地理信息、行駛時間以及相關設備預警等。

（9）頻譜共享

頻譜共享技術的標志就是集中化、統一化，主要還是為了解決頻譜資源緊缺的問題。在介紹上述幾種技術的時候，我們也多次提到了這個問題，這也從某種程度上說明了移動通信在人們生活中的重要意義。頻譜共享需要對網絡架構進行調整，繼續沿用傳統架構模式顯然無法使棘手問題得到解決，技術人員需要突出共享這一關鍵功能。

（10）信息中心網絡

信息中心網絡是一種整合式概念，人們可以更快、更安全地在互聯網中搜尋到自己需要的信息，其優勢主要顯示在安全性能方面。信息中心網絡符合時代發展的節奏，與IP通信相比更注重訪問者的體驗感，會將訪問者的體驗感擺在第一位，使其在網絡中從被動轉化為主動。信息中心網絡當前還處于構思調整階段，能否取代傳統的網絡服務機制尚不得而知，但不能否認的是，信息中心網絡的可開發潛力還有很多。

5G之所以能夠成為一個被人們頻繁提起的概念，就是因為其強大的功能會給人們的生活帶來顛覆性的改變，而這些離不開5G關鍵技術的支撐。可以說，“技術改變未來”這句話在5G上得到了顯著的體現。