1.1 十大技术：5G迥异于传统网络的十大关键技术

任何新兴事物的诞生都不是毫无依据的，在信息化时代技术发展速度越来越快的前提下，人们的需求也从模糊状态逐渐变得清晰。而当需求达到一定程度时，新老技术之间的交替似乎也就成了一种必然情况。俗话说“长江后浪推前浪”，当前势头正猛的“后浪”就是承载了人们较多期待的5G。与传统网络相比，5G究竟凭借哪些创新技术使传统网络的市场地位被动摇？本节将详细为大家介绍5G的关键技术，如图1-1所示。

（1）网络切片

从网络切片这个概念上，我们就可以对其产生初步的认知，即对网络进行分割，并将其拆分为不同类型的虚拟网络。为什么要分割统一的网络呢？因为5G技术并不是为某一类人单独服务的，它要面向的是社会大众，而人数越多越容易出现需求各异、众口难调的情况，网络切片的应用正是为了尽可能满足不同人群的需求。

网络切片当前主要由三大部分构成，分别是承载网、无线网以及核心网三种切片，在拆分时专业人员会分别从软件、硬件两类系统下手，但不会对硬件进行拆分，其主要承担的是总引领工作。5G的每一个应用场景都能顺利实现，离不开网络切片在其中做出的贡献。

（2）自组织网络

5G系统在为人们提供更多便利、改善其生活质量的同时，也对自身所处的运载环境产生了更高的要求。能够辅助5G高效运作的网络配置会更复杂、更智能，只有这样才能适应5G网络性能的需要，而将移动通信技术与计算机网络相结合的自组织网络就成了5G必不可少的关键技术之一。自组织网络能够使5G的自动化程度得到显著提升，如自优化、自配置等，这些功能可以为5G用户提供更加稳定的网络，并且能够有效降低能源的消耗。

（3）D2D技术

D2D技术的研发主要是为了使无线频谱的效率得到改善，如果应用得当，可以较大程度地缓解5G基站工作压力，还能使原本处于资源紧张状态的频谱利用率得到显著提升。D2D技术其实也是由于社会需求比较强烈才被研发出来，原本一块“蛋糕”就那么大，但社会上几乎每个人都想吃一口，如果不进行技术创新，本就有限的资源很快就会出现稀缺、匮乏的不利情况。因此，D2D技术在实施时会将目光投向多个小型基站，从而分散基站的信息负荷量。不过就当前状况看，这种应用方法会造成大量资金损耗，后续还会从各个方面继续对其进行改良。

（4）低时延技术

时延这个概念简单来说就是信息从网络这一头进入到那一头输出所耗费的时间，时延越低就越能使人们的生活、工作变得更加快捷，而低时延技术就是为此而诞生的。传统网络，如当前仍处于主流应用状态的4G，时延一般在10ms左右，而5G技术在预期设定中会将时延大幅度缩短至1ms左右，这无疑是一个十分惊人的数字，尤其是在那些人员比较密集的区域，如办公楼、商业区等，能够实现更有优势的数据传送效果。不过，与D2D技术相似，缺点在于技术应用的成本比较高，且还要考虑覆盖领域、应用场景等问题，在短期内还是很难得到广泛推广的。

（5）MIMO技术

MIMO技术的性质是天线分集，即对传统的天线系统进行改变，通过在网络端口增加天线的方式来组成多个通信信道，这样一来就可以很明显地拓宽信道空间，使通信质量得到极大的改善。MIMO的技术优势主要建立在多根天线的基础上，与传统的单天线系统相比，又进行了多角度的功能调整与更高效的信号处理，可以减少数据之间的相互干扰，应用于社区场景中可以得到效果较好的反馈。

（6）毫米波

毫米波的波长需要保持在1～10mm。如今，频谱资源愈发紧张，毫米波的出现使这一难题得到了缓解。将毫米波放置到短距离通信场景中无疑是非常适合的，因为毫米波的优势在于其波束并不宽广，能够改善网络的交叉干扰问题，并且毫米波的干扰源比较少，这意味着人们能够拥有高质量的通信体验感。

毫米波技术不仅能用于地面通信，还能用在卫星通信系统中。不过，毫米波在面对降雨天气时容易显示出较明显的缺陷，天气情况越是恶劣，毫米波信号所受到的波动影响就会越大。

（7）内容分发网络

内容分发网络同样是新型技术的体现，其最核心的作用就是能够缓解网络的拥挤状态，从而能够更快地实现网页跳转，简单来说还是围绕着网络响应速度这一点进行的调整。与传统网络系统相比，内容分发网络显得更加智能、更加灵活，不仅使用户请求能够得到更快的响应处理，还能使网络服务质量变得更高。

这种技术应用于各大网站中，给网站运营者带来的好处是显而易见的：原本推开一扇门可能需要耗费人们较长时间，有时甚至会出现推不开的情况，而这就很容易导致访问者耐心耗尽直接离开。但应用了内容分发网络后，访问者就能轻松推开这扇门，而门里的内容也能有机会展示给更多的人，这就使得网站流量以及转化率得到较大提升。

（8）M2M技术

M2M的含义是Machine To Machine，翻译过来是机器和机器之间的交互。该技术主要对通信模块应用，可以集中管理多台机器，但前提是要将其植入各类机器终端中。M2M技术不仅在通信领域中应用空间十分广阔，如果能够进入持续开发状态，该技术未来所具备的价值潜力将不可预测。

举个例子，我们在日常生活中常常接触到的车载系统其实就是M2M技术在发挥作用，车主或其他乘客能够通过无线模块的植入及时接收到各类信息提示，如地理信息、行驶时间以及相关设备预警等。

（9）频谱共享

频谱共享技术的标志就是集中化、统一化，主要还是为了解决频谱资源紧缺的问题。在介绍上述几种技术的时候，我们也多次提到了这个问题，这也从某种程度上说明了移动通信在人们生活中的重要意义。频谱共享需要对网络架构进行调整，继续沿用传统架构模式显然无法使棘手问题得到解决，技术人员需要突出共享这一关键功能。

（10）信息中心网络

信息中心网络是一种整合式概念，人们可以更快、更安全地在互联网中搜寻到自己需要的信息，其优势主要显示在安全性能方面。信息中心网络符合时代发展的节奏，与IP通信相比更注重访问者的体验感，会将访问者的体验感摆在第一位，使其在网络中从被动转化为主动。信息中心网络当前还处于构思调整阶段，能否取代传统的网络服务机制尚不得而知，但不能否认的是，信息中心网络的可开发潜力还有很多。

5G之所以能够成为一个被人们频繁提起的概念，就是因为其强大的功能会给人们的生活带来颠覆性的改变，而这些离不开5G关键技术的支撑。可以说，“技术改变未来”这句话在5G上得到了显著的体现。