5G產業鏈主要新材料研究進展

張耀坤 徐純

1 概述

5G是第5代移動通信技術，是4G后的新一代移動通信系統。圖1展示了通信技術發展史。隨著用戶端設備的發展和科技的進步，現在傳輸消耗的數據呈幾何級增長，但是一直擁擠在與無線電頻譜相同的頻段上，使得每個單元被分配到的帶寬有限，這就導致了速度的下降、掉線情況的發生。終端和應用場景的進步改變了用戶對網絡的需求，同時運營商流量經營戰略發生了轉變，使得5G的發展成為當務之急。5G滿足了市場使用網絡傳輸速率快、傳輸延遲低的需求。對比4G，5G技術有以下幾大特點：

①超高速率：4G的峰值速率為1Gbit/s，5G可以達到20Gbit/s。用戶網絡帶寬從過去的10Mbit/s增加到100Mbit/s。在5G良好的網絡環境下，1～3s可以下載一部1G電影。LTE蜂窩網絡數據傳輸速率的100倍左右。因此5G網絡可以實現無卡頓觀看高清視頻以及虛擬現實順暢體驗。

②超低時延：頻譜利用率提升3倍，可以支持500km/h的移動通信，網絡延遲縮短至1ms，所以可以實現過去無法實現的自動駕駛、工業自動化等新興技術。

③海量的連接設備數：5G可以連接的設備數可以達到100萬臺/km2，通信設備的能量利用率提升了100倍，擴充網絡容量，可以實現世間萬物相互連接。50人在一個地方同時上網，也能有100Mbps以上的速率體驗。同時，也為物聯網打造打下基礎。未來，物聯網的連接規模將達到10萬億元。

“4G改變生活，5G改變社會。” 5G速率高、低延時，將極大地推動物聯網、AI、云游戲、VR、智慧城市、智慧醫療、智能家居、自動駕駛的發展。5G的到來將給社會帶來各個方面深層次的影響，同時也給終端設備的升級帶來了全新的挑戰。……