無論何時何地，互聯互通所帶來的附加值正在加速互聯世界或網絡社會的發展。2013年，手機用戶占世界人口的96%，而在發達國家中，有74%的人都在使用移動寬帶業務。到2019年，無線數據網絡流量預計將增加10倍，幾乎地球上的每一個人都會成為移動業務用戶。
另一方面，機器間通信對于帶寬的競爭也將愈演愈烈。您也許不知道，在一次跨國飛行中，一架噴氣式飛機所收集的傳感器數據量將超過半個TB，而這些數據的大部分都需要被傳送回地面通信站。或者，僅僅是燃氣渦輪引擎上單個葉片的一個傳感器每天就會產生數千兆字節的數據。
各種各樣的因素促使了這種指數式增長對于無線連接的需求。全新的應用和數據密集型內容正在利用無線通信電路進行快速傳輸。流媒體和基于云端的服務占據了高達80%的無線基礎設施有效載荷。而即將到來的更高分辨率視頻內容也將進一步推動對于更高帶寬的需求。
無線連接正在迅速取代很多不同形式的電纜連接。在世界上的很多地方，無線是寬帶訪問的主要方式。此外，很多便攜式設備不再提供USB或顯示接口，而是將所有通信都交給了無線通信電路。我們也看到，越來越多的設備通過無線實現了彼此間的通信，同時無需過多的人為干預。在工業和商業應用以及其它無線傳感器網絡中，機器類型通信的部署正在不斷增加。
由于終端設備的計算任務和存儲正在轉向云端資源，云端服務也面臨著快速增長。諸如拼車、無人機遠程感測和很多其它應用也在全新移動商業領域中興起，這將進一步增加設備與云端服務器之間的無線流量負荷。
因此，在推動5G標準這項突破性技術的進程中，有兩個主要因素：首先，優化和增強現有無線用例，以便將網絡容量提升百倍以上。其次，將延遲降低10倍，以支持諸如機器型、車輛通信和其它任務關鍵型低延遲應用等全新服務。在本文中，我們將回顧5G標準的部分要求和發展前景，闡述其所帶來的影響，并介紹TI針對未來無線基礎設施的強大產品組合。
下一代5G無線網絡的4個主要屬性
容量提升和頻譜效率：從2014年到2020年，全球無線數據需求預計將增加30倍。為了滿足如此迅速地增長，5G標準將實現10倍容量提升和3倍頻譜效率作為目標。頻譜的價格不菲同時相對稀缺，近期的平均價格為每人每MHz 2美元。5G標準將使用現有的已許可和免執照頻段，以及蜂窩頻段中低于6GHz的全新頻譜和毫米波頻率。此外，它還將部署頻譜共享、大量天線、小基站技術和多頻段聚合等眾多先進技術，以有高效地在全新服務中利用價格相對高昂的頻譜。
發展、靈活和異構：全新的5G標準將需要具有一定的靈活性，以跟上不斷發展的生態系統和全新應用。便攜式設備、新興汽車通信、工業互聯網和其它設備上的全新移動應用及服務對于延遲和帶寬的需求也在發展。5G將從現有蜂窩標準的演變中受益。此外，它將在已許可與免執照的頻帶中協調和優化現有的無線電線路，其中包括WiFi以及針對那些超密集區域，在毫米波頻譜內的全新無線電技術。
服務質量：未來的無線系統有望解決通話中斷、覆蓋范圍差、下載速度慢等長期困擾用戶的問題。針對不同應用的服務質量措施會有很大的差異。高可靠度車輛或機器型通信中的低延遲、流媒體視頻中的高數據帶寬以及用戶所需要的良好覆蓋范圍對于無線服務的廣泛采用至關重要。
能效：對于消費者和服務供應商而言，便攜式設備更長的電池使用壽命和“綠色”訪問點的能效十分關鍵。很多M2M網絡具有相對較低的工作周期和數量巨大的節點，而需要更高峰值數據速率的視頻流反之卻擁有更少的節點。因此，一個自適應無線資源分配可以優化配置，從而提高能效。
實現5G的創新
在未來的很多年里，5G架構將繼續在網絡、無線訪問和物理層不斷發展。其對于增強型和突破性服務的實現需要所有層級的創新。在TI，我們擁有覆蓋多種創新型產品組合的廣泛研發項目，它們將推動5G無線電的發展。例如：
高速數據采集：5G寬廣的帶寬以及多無線電的特性需要一系列的寬帶超高速ADC和DAC，以提供最大的靈活性和一個支持多個頻段和標準的穩健前端。
具有大量MIMO的先進RF域處理：5G中功率放大器、天線、濾波器和匹配電路的數量可以高達64個或更多。這些組件在效率和集成方面的提升對于無線電的總體能效和性能十分關鍵。
時鐘和定時：高速數據采集和高性能、寬多頻段無線電需要超低抖動的定時和頻率基準。5G無線電的頻譜捷變特性進一步加劇了對于快速鎖定基準的需求。
毫米波技術：具有大量天線，頻率在27GHz和以上的高集成度多輸入多輸出 (MIMO) 無線電是5G系統的關鍵。
電源管理：針對下一代無線電的智能電源管理為分布式電源管理提供了遠程監控和通信，以及針對可變負載和流量的由自適應重配置優化供電。
無縫和無處不在的互聯互通將繼續成為經濟發展的主引擎，并提供了前所未有的商機。它還會對社會互動與全球化產生深遠的影響。此外，新興的機器型通信將會在很多細分市場內帶來更高的生產率和效率。突破性創新對于這個愿景的實現是不可或缺的。在TI，我們將全力以赴地實現這一目標。