随着1980年代模拟蜂窝系统的推出，无线电技术已经证明了快速和多方向的发展。此后，数字无线通信系统始终以满足人类不断增长的需求(1G，…4G或现在的5G)为使命。

因此，本文将重点介绍5G技术的突出特点，技术设计(架构)，优势，缺点，挑战和未来范围。

5G的显着特征

^第5代移动网络或者干脆5G是移动技术的革命即将到来。这些功能及其可用性远远超出了正常人的期望。凭借其超高速，其潜力足以改变手机可用性的含义。

凭借众多创新功能，现在您的智能手机将与笔记本电脑更加平行。您可以使用宽带互联网连接；使人们着迷的其他重要功能包括更多的游戏选项，更广泛的多媒体选项，无处不在的连接性，零延迟，更快的响应时间以及高品质的声音和高清视频可以在其他手机上传输，而不会影响音频和视频的质量。

5G-技术

回顾过去，我们会发现，每隔十年，移动技术领域就会有一代人在进步。从1980年代的第一代(1G)，1990年代的第二代(2G)，2000年代的第三代(3G)，2010年代的第四代(4G)到现在的第五代(5G)，我们正朝着越来越多的方向前进先进，更智能的技术。

什么是5G技术?

预计5G技术将提供一个新的频段(比以前的频段宽得多)以及每个频道更宽的频谱带宽。到目前为止，已经证明了前代(几代)移动技术的峰值比特率已大大提高。然后-5G与上一个(尤其是4G)有何不同?答案是–不仅比特率的提高使5G与4G有所不同，而且5G在以下方面也有所进步-

• 高增加的峰值比特率
• 每单位面积更大的数据量(即高系统频谱效率)
• 高容量，可同时并发连接更多设备
• 降低电池消耗
• 无论您身处哪个地理区域，都可以实现更好的连接
• 支撑装置数量更多
• 降低基础设施开发成本
• 更高的通讯可靠性

正如研究人员所说，由于宽带无线信道范围广泛，它能够支持高达10 Gbps的速度，因此5G WiFi技术将提供连续且一致的覆盖范围-“真正意义上的更大范围的移动性”。

5G-建筑

5G的体系结构非常先进，其网络元素和各种终端都经过了专门升级，以适应新的情况。同样，服务提供商可以实施先进的技术来轻松采用增值服务。

但是，可升级性基于认知无线电技术，该技术包括各种重要功能，例如设备识别其地理位置以及天气，温度等的能力。认知无线电技术充当收发器(波束)，可以感知并捕获并响应无线电在其操作环境中发出信号。此外，它可以迅速地区分环境的变化，从而做出相应的响应以提供不间断的优质服务。

5G架构

如下图所示，5G的系统模型完全是为无线和移动网络设计的基于IP的模型。

该系统包括一个主要用户终端，然后包括许多独立和自主的无线电接入技术。每种无线电技术都被视为外部互联网世界的IP链接。 IP技术专为确保与特定应用程序连接(即客户端应用程序和Internet上服务器之间的会话)相关的IP数据包的适当路由而确保足够的控制数据。此外，为了使数据包的可访问路由，应根据用户给定的策略进行固定(如下图所示)。

核心技术

如图5所示，5G MasterCore是其他技术的融合点，它们对现有无线网络有自己的影响。有趣的是，其设计有助于MasterCore进入并行多模式，包括所有IP网络模式和5G网络模式。在这种模式下(如下图所示)，它控制着RAN和不同访问网络(DAT)的所有网络技术。由于该技术是兼容的，并且可以管理所有基于5G的新部署，因此效率更高，更简单，功能更强大。

令人惊讶的是，任何服务模式都可以在5G新部署模式下作为世界组合服务模式(WCSM)打开。 WCSM是这项技术的一个奇妙功能。例如，如果一位教授在一个国家的白板上写字，那么除了对话和视频之外，它还可以显示在世界其他任何地方的另一白板上。此外，可以通过并行多模式服务轻松添加新服务。

5G-所需时间

通常，预计从现在(到2020年)之前，5G技术开发和实施所需的时间大约是五年。但是要成为发展中国家的普通百姓可以使用，甚至可能更多。

图1-显示所有上一代技术的时间表。

预期时间长度

考虑到多种用途和各种时尚的显着特征，研究人员预计该技术将一直使用到2040年代。

5G-应用

5G技术具有许多独特的功能，无论其目的如何，其适用性对广泛的人们都是有用的(如mweb图像所示)。

5G的应用

一些重要的应用是-

• 它将为所有人制定统一的全球标准。

• 网络的可用性将无处不在，并将便利人们随时随地使用其计算机和此类移动设备。

• 由于采用了IPv6技术，将根据连接的网络和地理位置来分配移动IP地址的访问权限。

• 它的应用将使世界成为真正的Wi Fi区域。

• 它的认知无线电技术将促进不同版本的无线电技术有效地共享同一频谱。

• 它的应用也将有助于人们在更高的海拔上利用无线电信号。

5G-进步

5G的应用非常等同于梦想的实现。与以前的技术相比，它具有超越极限的先进功能。

高级功能

与以前的无线电技术相比，5G具有以下进步-

• 实际上可以利用超高速，即1到10 Gbps。
• 延迟为1毫秒(端到端往返)。
• 每单位面积1,000倍的带宽。
• 可以连接10到100台设备。
• 全球覆盖。
• 网络能耗减少约90％。
• 电池寿命将更长。
• 全世界将处于wi fi区域。

5G-优点和缺点

^第五代技术提供广泛的功能，这是所有的一群人，包括学生，专业人士(医生，工程师，教师，管理机构，管理机构等)，有益的，即使是普通人。

重要优势

5G技术有几个优点，上面的爱立信图像中显示了一些优点，下面将描述许多其他优点-

• 高分辨率和双向大带宽整形。

• 将所有网络收集在一个平台上的技术。

• 更有效。

• 技术便利了用户监督工具的快速动作。

• 最有可能的是，它将提供巨大的广播数据(以千兆为单位)，它将支持60,000多个连接。

• 易于使用前几代产品进行管理。

• 支持异构服务(包括专用网络)的技术声音。

• 可以在全球范围内提供统一，不间断和一致的连接。

5G技术的缺点

尽管已经对5G技术进行了研究和概念化以解决所有无线电信号问题和移动世界的困境，但是由于某些安全原因以及大多数地理区域的技术进步不足，它具有以下缺点-

• 技术仍在开发中，并且正在对其可行性进行研究。

• 由于世界上大部分地区缺乏技术支持，这项技术声称的速度似乎很难实现(将来可能会达到)。

• 许多旧设备无法胜任5G，因此，所有这些设备都需要用新设备替换-价格昂贵。

• 发展基础设施需要很高的成本。

• 安全和隐私问题尚未解决。

5G-挑战

挑战是新发展的固有部分。因此，与所有技术一样，5G也面临着巨大的挑战。回顾过去，即无线电技术的发展，我们发现增长非常快。从1G到5G，这个旅程只有大约40年的历史(考虑1980年代的1G和2020年代的5G)。但是，在此过程中，我们观察到的常见挑战是缺乏基础架构，研究方法和成本。

尽管如此，仍有数十个国家/地区使用2G和3G技术，甚至都不了解4G，在这种情况下，每个人心中最重要的问题是-

• 5G可行多远?

• 会是某些发达国家的技术还是发展中国家也会从中受益?

为了理解这些问题，5G的挑战分为以下两个标题-

• 技术挑战
• 共同的挑战

技术挑战

• 小区间干扰-这是需要解决的主要技术问题之一。传统宏小区和并发的小小区的大小存在差异，会导致干扰。

• 高效的媒体访问控制-在需要密集部署接入点和用户终端的情况下，用户吞吐量将很低，等待时间将很高，并且热点将无法使用蜂窝技术来提供高吞吐量。需要对其进行适当的研究以优化技术。

• 流量管理-与蜂窝网络中传统的人到人流量相比，小区中大量的机器对机器(M2M)设备可能会导致严重的系统挑战，即无线电接入网络(RAN)挑战，这将导致过载和拥塞。

共同的挑战

• 多种服务-与其他无线电信号服务不同，5G将为向在不同地理区域运行的异构网络，技术和设备提供服务的艰巨任务。因此，挑战在于标准化以提供动态的，通用的，以用户为中心的和数据丰富的无线服务，以满足人们的高期望。

• 基础设施-研究人员正面临5G服务标准化和应用的技术挑战。

• 通信，导航和传感-这些服务在很大程度上取决于通过其传输信号的无线电频谱的可用性。尽管5G技术具有强大的计算能力来处理来自不同来源的大量数据，但它需要更大的基础架构支持。

• 安全和隐私-这是5G确保保护个人数据所需的最重要挑战之一。 5G将必须定义与安全威胁相关的不确定性，包括信任，隐私和网络安全，这些不确定性正在全球范围内不断增长。

• 网络法的立法-随着高速和无所不在的5G技术的出现，网络犯罪和其他欺诈也可能会增加。因此，网络法的立法也是当务之急，本质上是政府和政治(国家和国际问题)。

5G-未来范围

全球范围内，技术人员，研究人员，院士，供应商，运算符和政府之间就5G的创新，实施，可行性和安全性问题进行了一些研究和讨论。

正如所建议的那样，从超高速互联网服务到平滑无处不在的服务，它都具有多种先进功能，因此5G将解决许多问题。但是，问题是，在某些情况下，先前的技术(4G和3G)仍在开发中，并且许多地方尚未启动； 5G的未来将如何?

^第五代技术旨在提供最新的移动操作系统中令人难以置信的和卓越的数据处理能力，不受阻碍的呼叫量，以及不可估量的数据广播。因此，这是一种更加智能的技术，它将无限制地互连整个世界。同样，我们的世界将拥有不间断的信息，通信和娱乐访问渠道，这将为我们的生活开辟新的维度，并有意义地改变我们的生活方式。

此外，政府和监管机构可以将此技术用作进行良治的机会，并可以创建更健康的环境，这肯定会鼓励继续投资于下一代技术5G。