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  與早期的2G、3G和4G行動網路一樣,5G網路是數碼蜂窩網路,在這種網路中,供應商覆蓋的服務區域被劃分為許多被稱為蜂窩的小地理區域。表示聲音和影象的模擬訊號在手機中被數字化,由模數轉換器轉換並作為位元流傳輸。蜂窩中的所有5G無線裝置通過無線電波與蜂窩中的本地天線陣和低功率自動收發器(發射機和接收機)進行通訊。收發器從公共頻率池分配頻道,這些頻道在地理上分離的蜂窩中可以重複使用。本地天線通過高頻寬光纖或無線回程連線與電話網路和網際網路連線。與現有的手機一樣,當使用者從一個蜂窩移動到另一個蜂窩時,他們的移動裝置將自動“切換”到新蜂窩中的頻道。  5G網路的主要優勢在於,資料傳輸速率遠遠高於以前的蜂窩網路,最高可達10 Gbit/s,比先前的4G LTE蜂窩網路快100倍。另一個優點是較低的網路延遲(更快的響應時間),低於1毫秒,而4G為30-70毫秒。由於資料傳輸更快,5G網路將不僅僅為手機提供服務,而且還將成為一般性的家庭和辦公網路提供商,與有線網路提供商競爭。以前的蜂窩網路提供了適用於手機的低資料率網際網路接入,但是一個手機發射塔不能經濟地提供足夠的頻寬作為家用電腦的一般網際網路供應商。  5G網路通過在30至300 GHz的毫米波波段內或附近,使用更高頻率的無線電波來實現這些更高的資料速率,而以前的蜂窩網路使用700 MHz和3 GHz之間的微波頻帶中的頻率。一些5G供應商將使用微波頻段中的第二個低頻範圍,低於6 GHz,但這不會有新頻率的高速度。由於毫米波頻段的頻寬更為豐富,5G網路將使用更寬的頻道與無線裝置進行通訊,頻寬最高可達800 MHz,而4G LTE的頻寬為20 MHz,可以每秒傳輸更多資料(位元)。OFDM調變技術是利用多個載波在頻率通道中進行傳輸,從而同時並行地傳輸多個位元的資訊。  大氣中的氣體會吸收毫米波,且毫米波比微波輻射的範圍小,因此每個分割槽可達範圍會有所限制;例如以前的蜂巢式網路的分割槽可能橫跨數公里,但5G分割槽大約只有一個街區的大小。電磁波也很難穿過建築物的牆壁,需要多個天線來覆蓋一個蜂窩。毫米波天線比以前的蜂窩網路中使用的大型天線要小,只有幾英寸長,所以5G蜂窩將被安裝在電話杆和建築物上的許多天線覆蓋,而不是一個基站塔或基地臺。另一種用來提高資料傳輸速率的技術是大規模MIMO技術。每個蜂窩將有多個天線與無線裝置進行通訊,每個天線通過一個獨立的頻道,由裝置中的多個天線接收,這樣多個資料流將同時並行傳輸。在一種稱為波束賦形的技術中,基站計算機將不斷計算無線電波到達每個無線裝置的最佳路徑,並將組織多個天線以相控陣(亦稱「相位陣列」)的形式協同工作,產生到達裝置的毫米波束。更小、更多的蜂窩使得5G網路基礎設施比以前的蜂窩網路每平方千米覆蓋更昂貴。部署目前僅限於都市地區,那裡每個手機都有足夠的使用者來提供足夠的投資回報,而且人們對這項技術是否能夠到達偏鄉區域存在疑問。  新的5G無線裝置也具有4G LTE功能,因為新的網路使用4G與蜂窩建立連線,此外在5G無法到達的地方也會使用4G。  5G的高資料傳輸速率和低延遲被認為在不久的將來會有新的用途。一種應用是實際的虛擬現實和擴增實境。另一種應用是物聯網中快速的機器對機器的互動。例如,道路上車輛中的計算機可以通過5G連續不斷地相互通訊,也可以連續不斷地與道路通訊。

  下一代行動網路聯盟(Next Generation Mobile Networks Alliance)定義了5G網路的以下要求:  下一代行動網路聯盟認為,5G應會在2020年陸續推出,以滿足企業和消費者的需求。除了簡單的提供更快的速度,他們預測5G網路還需要滿足新的使用案例需求,如物聯網(網路裝置建築物或Web訪問的車輛)、廣播類服務,以及在發生自然災害時的生命線通訊。

  5G與4G相比的技術創新如下:

  由於5G技術將可能使用的頻譜是28GHz及60GHz,屬極高頻(EHF),比一般電訊業現行使用的頻譜(如2.6GHz)高出許多。雖然5G能提供極快的傳輸速度,能達到4G網路的40倍,而且時延很低,但訊號的繞射能力(即繞過障礙物的能力)十分有限,且傳送距離很短,這便需要增建更多基站以增加覆蓋。  華為在2013年11月6日宣佈將在2018年前投資6億美元對5G的技術進行研發與創新,並預告在2020年使用者會享受到20Gbps的商用5G行動網路。2014年5月8日,日本電信營運商NTT DoCoMo正式宣佈將與Ericsson、Nokia、三星等六間廠商共同合作,開始測試凌駕現有4G網路1000倍網路承載能力的高速5G網路,傳輸速度可望提升至10Gbps。預計在2015年展開戶外測試,並期望於2020年開始運作。  2013年5月13日,韓國三星電子宣佈,已成功開發出第5代行動通訊(5G)的核心晶片,這一技術預計將於2020年開始推向商業化。該晶片技術可在28GHz超高頻段以每秒1Gb以上的速度傳送資料,且最長傳送距離可達2公里。與韓國目前4G技術的傳送速度相比,5G技術要快數百倍。通過這一技術,下載一部1GB的高清(HD)電影只需十秒鐘。2015年諾基亞與加拿大Wind Mobile通訊營運商成功測試5G。在2018年冬季奧運期間,韓國推出了5G試驗網路,計劃於2020年實行大規模商用。2016年8月3日,澳大利亞電信宣佈將於2018年在黃金海岸進行5G試驗。  華為2016年4月份宣佈率先完成中國IMT-2020(5G)推進組第一階段的空口關鍵技術驗證測試,在5G通道編碼領域全部使用極化碼,2016年11月17日國際無線標準化機構3GPP第87次會議在美國拉斯維加斯召開,中國華為主推Polar Code(極化碼)方案,美國高通主推LDPC方案,法國主推Turbo2.0方案,最終eMBB場景的控制通道方案由極化碼勝出,eMBB場景的資料通道方案由LDPC勝出。  2016年高通公司發表全球首個5G基帶晶片X50,驍龍X50 5G調變解調器使用28GHz毫米波通訊,下行速率達到5Gbps為目前最快的量產形晶片X16使用在S835處理器的1Gbps的5倍之多,X50基帶可能在2018年初量產。高通進一步的解釋是,利用毫米波波長短的特點,形成狹窄的定向波束,傳送和接收更多能量,從而克服傳播/路徑損耗的問題並在空間中重複使用。此外,在視距路徑受阻時,非視距(NLOS)路徑(如附近建築的反射)能有大量能量以提供替代路徑。按照高通的規劃,驍龍X50 5G平臺將包括調變解調器、SDR051毫米波收發器和支援性的PMX50電源管理晶片。  2019年手機晶片廠商聯發科在世界行動通訊大會(MWC 2019),展示該公司第一款 5G 調變解調器晶片M70的傳輸速度,目前正與客戶緊密合作,預期 2020 年市場上將推出搭載聯發科技晶片的 5G 終端裝置。  2019年4月3日,韓國於當地時間(UTC+9)23時啟動5G網路服務併成為第一個5G國家。三家韓國電信公司(SK Telecom,KT和LG Uplus)在釋出當天表示使用5G網路的使用者已超過40,000。  2020年4月30日,全球海拔最高,位於珠穆朗瑪峰海拔6500米的前進營地的5G基站投入使用。

  

  自2019年以來,一些團體以健康問題為由,反對部署5G。最終未有足夠的證據說服監管機構或專業協會(如:美國國家癌症研究所)或證明5G對人體有害。

  美國聲稱海外間諜可能利用中國的裝置而從事間諜活動,力求其盟國禁止使用由中方所提供的5G裝置。這個原因說服部分國家停止採購,澳大利亞、日本等國家已禁止其運營商在5G網路建設中採購中方裝置,例如華為,英國亦僅允許華為有限度參與該國5G建設。

  華為創始人任正非在2018年4月接受新華社採訪時表示:“科學技術的超前研究不代表社會需求已經產生,5G就是媒體炒作過熱了,我不認為現在5G有這麼大的市場空間,因為需求沒有完全產生。如果說無人駕駛需要5G,現在能有幾臺車在無人駕駛?其實輪船、飛機等已經實現了無人駕駛,但是如果飛行員不上飛機,乘客敢上飛機嗎?就是這個道理。系統工程不是有一個喇叭口就能解決的問題。”  網易創始人丁磊在2019年兩會期間表示:“我不認為5G的高速會對目前的媒體平臺有重大的改變,全世界都一樣......它只是個速度的增加而已,其實你現在手機速度也夠快了,不管是WIFI、4G,都差不多夠快了。我覺得(日常使用)基本上完全可以滿足。”

  由於5G和部分衛星通訊同樣會使用C波段,加上地面上的5G訊號強度要明顯高於衛星訊號,可能導致5G訊號干擾衛星訊號的情況。針對這一情況,市面上已有面向衛星使用者的濾波器,可減少5G訊號帶來的干擾。
第五代行動通訊技術(英語:5th generation mobile networks或英語:5th generation wireless systems,簡稱5G)是最新一代行動通訊技術,為4G(LTE-A、WiMAX-A)系統後的延伸。5G的效能目標是高資料速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模裝置連線。Release-15中的5G規範的第一階段是為了適應早期的商業部署。Release-16的第二階段將於2020年4月完成,作為IMT-2020技術的候選提交給國際電信聯盟(ITU)。