近年来，第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点。5G的发展主要有两个驱动力。一方面以长期演进技术为代表的第四代移动通信系统4G已全面商用，对下一代技术的讨论提上日程；另一方面，移动数据的需求爆炸式增长，现有移动通信系统难以满足未来需求，急需研发新一代5G系统。

5G的发展也来自于对移动数据日益增长的需求。随着移动网际网路的发展，越来越多的设备接入到行动网路中，新的服务和套用层出不穷，全球移动宽频用户在2018年有望达到90亿，到2020年，预计移动通信网路的容量需要在当前的网路容量上增长1000倍。移动数据流量的暴涨将给网路带来严峻的挑战。首先，如果按照当前移动通信网路发展，容量难以支持千倍流量的增长，网路能耗和比特成本难以承受；其次，流量增长必然带来对频谱的进一步需求，而移动通信频谱稀缺，可用频谱呈大跨度、碎片化分布，难以实现频谱的高效使用；此外，要提升网路容量，必须智慧型高效利用网路资源，例如针对业务和用户的个性进行智慧型最佳化，但这方面的能力不足；最后，未来网路必然是一个多网并存的异构行动网路，要提升网路容量，必须解决高效管理各个网路，简化互操作，增强用户体验的问题。为了解决上述挑战，满足日益增长的移动流量需求，亟需发展新一代5G移动通信网路。

5G行动网路与早期的2G、3G和4G行动网路一样，5G网路是数字蜂窝网路，在这种网路中，供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音和图像的模拟信号在手机中被数位化，由模数转换器转换并作为比特流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过无线电波与蜂窝中的本地天线阵和低功率自动收发器（发射机和接收机）进行通信。收发器从公共频率池分配频道，这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重複使用。本地天线通过高频宽光纤或无线回程连线与电话网路和网际网路连线。与现有的手机一样，当用户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时，他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线。

5G网路的主要优势在于，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网路，最高可达10Gbit/s，比当前的有线网际网路要快，比先前的4G LTE蜂窝网路快100倍。另一个优点是较低的网路延迟（更快的回响时间），低于1毫秒，而4G为30-70毫秒。由于数据传输更快，5G网路将不仅仅为手机提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网路提供商，与有线网路提供商竞争。以前的蜂窝网路提供了适用于手机的低数据率网际网路接入，但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的频宽作为家用计算机的一般网际网路供应商。

以上是5G区别于前几代移动通信的关键，是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果。

2013年2月，欧盟宣布，将拨款5000万欧元。加快5G移动技术的发展，计画到2020年推出成熟的标準。

移动通信的变更

2013年5月13日，韩国三星电子有限公司宣布，已成功开发第5代移动通信（5G）的核心技术，这一技术预计将于2020年开始推向商业化。该技术可在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据，且最长传送距离可达2公里。相比之下，当前的第四代长期演进（4GLTE）服务的传输速率仅为75Mbps。而此前这一传输瓶颈被业界普遍认为是一个技术难题，而三星电子则利用64个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题。与韩国4G技术的传送速度相比，5G技术预计可提供比4G长期演进（LTE）快100倍的速度。利用这一技术，下载一部高画质（HD）电影只需十秒钟。

2014年5月8日，日本电信营运商NTT DoCoMo式宣布将与 Ericsson、Nokia、Samsung 等六家厂商共同合作，开始测试凌驾现有 4G 网路 1000 倍网路承载能力的高速 5G 网路，传输速度可望提升至 10Gbps。预计在2015年展开户外测试，并期望于 2020 年开始运作。

2015年9月7日，美国移动运营商Verizon无线公司宣布，将从2016年开始试用5G网路，2017年在美国部分城市全面商用。中国5G技术研发试验将在2016-2018年进行，分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。

从发展态势看，5G还处于技术标準的研究阶段，后来几年4G还将保持主导地位、实现持续高速发展。但5G有望2020 年正式商用。

2017年2月9日，国际通信标準组织3GPP宣布了“5G”的官方 Logo。

2017年11月15日，工信部发布《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》，确定5G中频频谱，能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求。

2017年11月下旬中国工信部发布通知，正式启动5G技术研发试验第三阶段工作，并力争于2018年年底前实现第三阶段试验基本目标。

2017年12月21日，在国际电信标準组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR首发版本正式冻结并发布。

2017年12月，发改委发布《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》，要求2018年将在不少于5个城市开展5G规模组网试点，每个城市5G基站数量不少50个、全网5G终端不少于500个。

2018年2月23日，在世界移动通信大会召开前夕，沃达丰和华为宣布，两公司在西班牙合作採用非独立的3GPP 5G新无线标準和Sub6 GHz频段完成了全球首个5G通话测试。

2018年2月27日，华为在MWC2018大展上发布了首款3GPP标準5G商用晶片巴龙5G01和5G商用终端，支持全球主流5G频段，包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频)，理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率。

2018年6月13日，3GPP 5G NR标準 SA（Standalone，独立组网）方案在3GPP第80次TSG RAN全会正式完成并发布，这标誌着首个真正完整意义的国际5G标準正式出炉。

2018年6月14日，3GPP全会（TSG#80）批准了第五代移动通信技术标準（5G NR）独立组网功能冻结。加之2017年12月完成的非独立组网NR标準，5G已经完成第一阶段全功能标準化工作，进入了产业全面冲刺新阶段。

2018年6月28日，中国联通公布了5G部署：将以SA为目标架构，前期聚焦eMBB，5G网路计画2020年正式商用。

2018年8月2日，奥迪与爱立信宣布，计画率先将5G技术用于汽车生产。在奥迪总部德国因戈尔施塔特，两家公司就一系列活动达成一致，共同探讨5G作为一种面向未来的通信技术，能够满足汽车生产高要求的潜力。奥迪和爱立信签署了谅解备忘录在未来几个月内，两家公司的专家们将在位于德国盖梅尔斯海姆的“奥迪生产实验室”的技术中心进行现场测试。

2018年11月21日，重庆首个5G连续覆盖试验区,建设完成，5G远程驾驶、5G无人机、虚拟现实等多项5G套用同时亮相。

2018年12月1日，韩国三大运营商SK、KT与LG U+同步在韩国部分地区推出5G服务，这也是新一代移动通信服务在全球首次实现商用。第一批套用5G服务的地区为首尔、首都圈和韩国六大广域市的市中心，以后将陆续扩大範围。按照计画，韩国智慧型手机用户2019年3月份左右可以使用5G服务，预计2020年下半年可以实现5G全覆盖。

2018年12月7日，工信部同意联通集团自通知日至2020年6月30日使用3500MHz-3600MHz频率，用于在全国开展第五代移动通信（5G）系统试验。12月10日，工信部正式对外公布，已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验频率使用许可。这意味着各基础电信运营企业开展5G系统试验所必须使用的频率资源得到保障，向产业界发出了明确信号，进一步推动我国5G产业链的成熟与发展。

2018年12月18日，AT&T宣布，将于12月21日在全美12个城市率先开放5G网路服务。

2019年2月20日，韩国副总理兼企划财政部部长洪南基提到，2019年3月末，韩国将在全球首次实现5G的商用。

2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国正式进入5G商用元年。

2019年9月10日，中国华为公司在布达佩斯举行的国际电信联盟2019年世界电信展上发布《5G套用立场白皮书》，展望了5G在多个领域的套用场景，并呼吁全球行业组织和监管机构积极推进标準协同、频谱到位，为5G商用部署和套用提供良好的资源保障与商业环境。

5G 网路正朝着网路多元化、 宽频化、 综合化、 智慧型化的方向发展。随着各种智慧型终端的普及，面向 2020 年及以后，移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来 5G 网路中， 减小小区半径， 增加低功率节点数量，是保证未来 5G 网路支持 1 000 倍流量增长的核心技术之一 。因此， 超密集异构网路成为未来 5G 网路提高数据流量的关键技术。

未来无线网路将部署超过现有站点 10 倍以上的各种无线节点，在宏站覆盖区内，站点间距离将保持 10 m 以内，并且支持在每 1 km2 範围内为 25 000个用户提供服务 。同时也可能出现活跃用户数和站点数的比例达到 1∶ 1的现象， 即用户与服务节点一一对应。密集部署的网路拉近了终端与节点间的距离，使得网路的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网路覆盖範围，扩展了系统容量，并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网路架构在 5G 中有很大的发展前景，但是节点间距离的减少，越发密集的网路部署将使得网路拓扑更加複杂， 从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在 5G 移动通信网路中，干扰是一个必须解决的问题。网路中的干扰主要有：同频干扰，共享频谱资源干扰，不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题，而在 5G 网路中，相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近，进一步恶化网路性能，使得现有协调算法难以应对。

準确有效地感知相邻节点是实现大规模节点协作的前提条件。在超密集网路中，密集地部署使得小区边界数量剧增，加之形状的不规则，导致频繁複杂的切换。为了满足移动性需求， 势必出现新的切换算法；另外，网路动态部署技术也是研究的重点。由于用户部署的大量节点的开启和关闭具有突发性和随机性， 使得网路拓扑和干扰具有大範围动态变化特性；而各小站中较少的服务用户数也容易导致业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化。

传统移动通信网路中， 主要依靠人工方式完成网路部署及运维，既耗费大量人力资源又增加运行成本，而且网路最佳化也不理想。在未来 5G 网路中，将面临网路的部署、 运营及维护的挑战， 这主要是由于网路存在各种无线接入技术， 且网路节点覆盖能力各不相同，它们之间的关係错综複杂。因此，自组织网路(self-organizing network， SON) 的智慧型化将成为 5G 网路必不可少的一项关键技术。

自组织网路技术解决的关键问题主要有以下 2点：①网路部署阶段的自规划和自配；②网路维护阶段的自最佳化和自癒合。自配置即新增网路节点的配置可实现即插即用，具有低成本、 安装简易等优点。自最佳化的目的是减少业务工作量， 达到提升网路质量及性能的效果， 其方法是通过 UE 和eNB 测量，在本地 eNB 或网路管理方面进行参数自最佳化。自癒合指系统能自动检测问题、 定位问题和排除故障，大大减少维护成本并避免对网路质量和用户体验的影响。自规划的目的是动态进行网路规划并执行，同时满足系统的容量扩展、 业务监测或最佳化结果等方面的需求。

在5G 中， 面向大规模用户的音频、 视频、图像等业务急剧增长， 网路流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问网际网路的服务质量 。如何有效地分发大流量的业务内容， 降低用户获取信息的时延，成为网路运营商和内容提供商面临的一大难题。仅仅依靠增加频宽并不能解决问题， 它还受到传输中路由阻塞和延迟、 网站伺服器的处理能力等因素的影响，这些问题的出现与用户伺服器之间的距离有密切关係。内容分发网路(content distribution network， CDN) 会对未来 5G 网路的容量与用户访问具有重要的支撑作用。

内容分发网路是在传统网路中添加新的层次，即智慧型虚拟网路。CDN系统综合考虑各节点连线状态、 负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的 CDN代理伺服器上， 实现用户就近获取所需的信息，使得网路拥塞状况得以缓解，降低回响时间，提高回响速度。CDN 网路架构在用户侧与源 server 之间构建多个 CDN代理 server，可以降低延迟、 提高 QoS(quality of service)。当用户对所需内容传送请求时， 如果源伺服器之前接收到相同内容的请求， 则该请求被 DNS 重定向到离用户最近的 CDN 代理伺服器上， 由该代理伺服器传送相应内容给用户。因此， 源伺服器只需要将内容发给各个代理伺服器， 便于用户从就近的频宽充足的代理伺服器上获取内容， 降低网路时延并提高用户体验。随着云计算、 移动网际网路及动态网路内容技术的推进， 内容分发技术逐步趋向于专业化、 定製化，在内容路由、 管理、 推送以及安全性方面都面临新的挑战。

在5G 网路中， 网路容量、频谱效率需要进一步提升，更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是 5G 的演进方向。设备到设备通信 ( device-to-device communication，D2D) 具有潜在的提升系统性能、 增强用户体验、 减轻基站压力、 提高频谱利用率的前景。因此， D2D 是未来 5G 网路中的关键技术之一。

D2D 通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D 会话的数据直接在终端之间进行传输， 不需要通过基站转发， 而相关的控制信令，如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鑒权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网路负责。蜂窝网路引入 D2D 通信，可以减轻基站负担， 降低端到端的传输时延，提升频谱效率，降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏，或者在无线网路的覆盖盲区，终端可藉助 D2D 实现端到端通信甚至接入蜂窝网路。在 5G 网路中，既可以在授权频段部署 D2D 通信，也可在非授权频段部署。

M2M(machine to machine， M2M)作为物联网最常见的套用形式， 在智慧型电网、 安全监测、城市信息化、 环境监测等领域实现了商业化套用。3GPP 已经针对 M2M 网路制定了一些标準， 并已立项开始研究 M2M 关键技术。M2M 的定义主要有广义和狭义 2 种。广义的M2M 主要是指机器对机器、 人与机器间以及行动网路和机器之间的通信， 它涵盖了所有实现人、 机器、系统之间通信的技术；从狭义上说， M2M 仅仅指机器与机器之间的通信。智慧型化、 互动式是 M2M 有别于其它套用的典型特徵， 这一特徵下的机器也被赋予了更多的“智慧”。

随着实时音频、 高清视频等服务的日益激增，基于位置通信的传统 TCP /IP网路无法满足数据流量分发的要求。网路呈现出以信息为中心的发展趋势。信息中心网路 ( information-centric network，ICN)的思想最早是 1979 年由 Nelson 提出来的 ，后来被 Baccala 强化。作为一种新型网路体系结构，ICN 的目标是取代现有的 IP。

ICN 所指的信息包括实时媒体流、 网页服务、 多媒体通信等，而信息中心网路就是这些片段信息的总集合。因此，ICN 的主要概念是信息的分发、 查找和传递，不再是维护目标主机的可连通性。不同于传统的以主机地址为中心的 TCP /IP 网路体系结构，ICN 採用的是以信息为中心的网路通信模型， 忽略 IP 地址的作用， 甚至只是将其作为一种传输标识。全新的网路协定栈能够实现网路层解析信息名称、 路由快取信息数据、 多播传递信息等功能， 从而较好地解决计算机网路中存在的扩展性、 实时性以及动态性等问题。ICN信息传递流程是一种基于发布订阅方式的信息传递流程。首先，内容提供方向网路发布自己所拥有的内容，网路中的节点就明白当收到相关内容的请求时如何回响该请求。然后，当第一个订阅方向网路传送内容请求时，节点将请求转发到内容发布方，内容发布方将相应内容传送给订阅方， 带有快取的节点会将经过的内容快取。其他订阅方对相同内容传送请求时，邻近带快取的节点直接将相应内容回响给订阅方。因此，信息中心网路的通信过程就是请求内容的匹配过程。传统 IP 网路中，採用的是“推” 传输模式，即伺服器在整个传输过程中占主导地位，忽略了用户的地位，从而导致用户端接收过多的垃圾信息。ICN 网路正好相反，採用“拉” 模式，整个传输过程由用户的实时信息请求触发， 网路则通过信息快取的方式，实现快速回响用户。此外，信息安全只与信息自身相关，而与存储容器无关。针对信息的这种特性，ICN 网路採用有别于传统网路安全机制的基于信息的安全机制。和传统的 IP 网路相比，ICN 具有高效性、高安全性且支持客户端移动等优势。

车联网技术经历了利用有线通信的路侧单元（道路提示牌）以及2G/3G/4G网路承载车载信息服务的阶段，正在依託高速移动的通信技术，逐步步入自动驾驶时代。根据中国、美国、日本等国家的汽车发展规划，依託传输速率更高、时延更低的5G网路，将在2025年全面实现自动驾驶汽车的量产，市场规模达到1万亿美元。

2019年1月19日，中国一名外科医生利用5G技术实施了全球首例远程外科手术。这名医生在福建省利用5G网路，操控30英里（约合48公里）以外一个偏远地区的机械臂进行手术。在进行的手术中，由于延时只有0.1秒，外科医生用5G网路切除了一只实验动物的肝脏。5G技术的其他好处还包括大幅减少了下载时间，下载速度从每秒约20兆位元组上升到每秒50千兆位元组——相当于在1秒钟内下载超过10部高清影片。5G技术最直接的套用很可能是改善视频通话和游戏体验，但机器人手术很有可能给专业外科医生为世界各地有需要的人实施手术带来很大希望。

5G技术将开闢许多新的套用领域，以前的移动数据传输标準对这些领域来说还不够快。5G网路的速度和较低的延时性首次满足了远程呈现、甚至远程手术的要求。

因电网高安全性要求与全覆盖的广度特性，智慧型电网必须在海量连线以及广覆盖的测量处理体系中，做到99.999%的高可靠度；超大数量末端设备的同时接入、小于20 ms的超低时延，以及终端深度覆盖、信号平稳等是其可安全工作的基本要求。

贝尔实验室无线研究部副总裁西奥多·赛泽表示，5G并不会完全替代4G、WiFi，而是将4G、WiFi等网路融入其中，为用户带来更为丰富的体验。通过将4G、WiFi等整合进5G里面，用户不用关心自己所处的网路，不用再通过手动连线到WiFi网路等，系统会自动根据现场网路质量情况连线到体验最佳的网路之中，真正实现无缝切换。

欧盟数字经济和社会委员古泽·奥廷格表示，5G必须是灵活的，能够满足人口稠密地区、人口稀疏地区以及主要的交通线等各种场景的需要。

2019年6月，新京报评论：5G不仅是一场技术革命更蕴含千万亿级市场。