5G背後的激流暗湧
本文來自微信公號“硬核財經”（yinghecaijing），文|核叔。
1987年，廣東為了與港澳實現移動通信接軌，率先建設了模擬移動電話系統。廣東郵電局從國外引進了一百台“大哥大”手機，在廣州六運會上開通並正式商用。
那個時代，中國做不了移動通信系統，固網設備也全靠進口，分別來自7個國家和8種制式的機型，形成了“七國八制“的格局。
這一年，43歲的任正非在深圳的一間簡易房裏創辦了華為，做電話交換機（PBX）的銷售代理，只能賺點小錢；從MIT辭職的猶太人教授歐文·雅各布創辦高通也才兩年，在一家比薩店的樓上租了一間辦公室，他們主推的CDMA技術無人問津，日子同樣過得緊張。
這時世界電信巨頭有十幾家之多，像美國的摩托羅拉、朗訊，歐洲的諾基亞、愛立信、阿爾卡特，加拿大的北方電訊，日本的富士通、NEC等。當時沒人能夠想到，後起之秀高通和華為將在5G之爭中扮演主角。
一
1973年，摩托羅拉工程師馬丁·庫珀發明了世界上第一台移動電話。但是移動電話製造出來了，要如何規劃網絡？AT&T公司的貝爾實驗室給出了答案，那就是蜂窩網絡。
在蜂窩網絡中，每一個地理範圍都有多個基站，這些基站以蜂窩的形狀排列，並受一個移動電話交換機的控制。
在這個區域內任何地點，移動電話都可經由無線信道和交換機接入公共交換電話網(PSTN)，同時，在兩個或多個移動交換機之間，只要制式相同，還可以進行自動和半自動轉接，從而擴大移動電話的活動範圍。
蜂窩網絡
1978年，貝爾實驗室基於蜂窩網絡概念研製成功了先進移動電話系統（AMPS，Advanced Mobile Phone System），這就是第一代移動通信系統(1G)。5年後，這套系統在芝加哥正式投入商用。
積極跟進1G的還有日本、北歐、德國、法國、意大利、加拿大等國，他們建設了各自的移動通信網絡。
1985年，英國建設了頻段在900MHz的全接入通信系統（TACS，Total Access Communications System），它實際上是美國AMPS的修改版本，主要是頻段、頻道間隔、頻偏、信令速率不同，其他完全一致。
1G時代的王者非摩托羅拉莫屬，它不僅壟斷了移動電話市場，而且還是AMPS系統的設備供應商。
馬丁·庫珀和摩托羅拉移動電話
摩托羅拉在全球攻城略地，也意味着第一代移動通信標準把持在美國人手裏，全球超過70個國家應用AMPS標準，英國的TACS標準也在近30個國家和地區使用，其中就包括中國。
但是1G系統先天不足，由於採用落後的模擬和頻分複用（FDMA）技術，存在容量有限、系統太多、系統不兼容、通話質量差、易被竊聽、設備昂貴、無法全球漫遊等眾多缺點。
從1G發展到2G，為了提高通話質量，業界提出用數字通信替代模擬通信，提升容量主要有兩種解決方案，時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA），當時歐洲和美國幾乎所有的電信巨頭都選擇了TDMA，只有剛成立的高通在堅持CDMA。
1G所採用的FDMA技術，一個用户在通話時佔用一個信道。TDMA則可實現在單個信道內服務多個用户的能力，它將無線信道分成8個時隙，供8個用户得輪流使用，從而提升了容量。
各國在TDMA上達成共識，接下來就要討論標準，這時歐洲各國吸取了1G時代各自為政的失敗教訓，1982年歐盟聯合成立了GSM負責通信標準的研究，愛立信、諾基亞、西門子和阿爾卡特等電信巨頭都加入了進來。
最初GSM是法語移動專家組的縮寫，後來這一縮寫含義被改為全球移動通信系統（Global System for Mobile communications），以此彰顯歐洲人將GSM標準推廣到全球的雄心。
在歐洲已經統一標準之時，美國業界開展了CDMA和TDMA的技術之爭，討論究竟哪一種技術更有優勢，結果這兩種技術分別被不同的運營商採用，一個國家搞出了三個標準。
當時美國有眾多模擬AMPS的存量用户，所以並沒有採用歐洲的GSM網絡，AT&T只是在AMPS中應用了TMDA技術，每個信道的容量從1提升到了3，但與GSM仍有不小差距。
1989年CDMA就被證明能夠支持10倍以上的AMPS系統的容量，但是CDMA系統標準成熟得晚，1994年才開始商用，此時歐洲主要國家的GSM滲透率已達80%，國際化程度非常高。
1995年，中國移動採用GSM技術建設了2G網絡。中國聯通隨後也採用了GSM技術。
時任郵電部部長吳基傳打通了中國第一個GSM電話
自1991年愛立信和諾基亞在歐洲大陸上架設了第一個GSM網絡。短短十年內，全世界有162個國家建成了GSM網絡，市場佔有率高達75%。2G時代的美歐之爭以歐洲的勝利告終。
歐洲的愛立信和諾基亞成為最大的受益者，在2G時代飛速發展成為全球領先的通信設備商和手機廠商。摩托羅拉因為在模擬手機上的固執以及銥星計劃的破產，開始走向衰落，1997年在手機市場被諾基亞拉下神壇。
二
80年代初，麻省理工學院的猶太人教授歐文·雅各布翻出了塵封已久的CDMA技術。
CDMA並非一項全新的技術，其前身是好萊塢豔星海蒂·拉瑪爾在1941年發明的“跳頻技術”，一種擴大通訊容量並保密信息的方式。她為這項技術申請了專利，並將它無償送給美國政府，希望對二戰有所幫助。但是它並沒有引起美國政府的重視，最終這項專利過期。
直到冷戰時期，美國軍方才將CDMA技術應用到軍事通信上，以確保信息傳輸時不被蘇聯所竊取。
雅各布與CDMA的淵源就從這時候開始了，他和猶太人科學家安德魯·維特比創辦的通信公司Linkabit，負責承接這筆訂單，為美國軍方和航太局開發衞星通信和無線通信技術。
高通創始人
1980年，雅各布和維特比將Linkabit賣給同屬通訊領域的M/A-COM公司，然後於1985年創辦了高通（Qualcomm），意即高品質的通信（Quality Communications）。
不得不提的是，維特比在1967年發明維特比算法，用於在數字通信鏈路中解卷積以消除噪音。它使卷積碼廣泛用於信息和通信行業，不論GSM還是CDMA標準，亦或是3G、4G的信道編碼技術採用的都是卷積碼。
不過由於CDMA技術起步較晚，當時所有人的目光都集中在TDMA技術上，押寶給TDMA，在研發方面投入巨資，歐洲早早確立了GSM標準，美國電信工業協會也認可TDMA為第二代移動通信技術。
為了證明CDMA比GSM好用，高通可謂是煞費苦心，它花了數年時間進行實地實驗、驅動測試以及行業演示，高通不僅要做標準，還要做芯片，還要做設備，還要做手機。
不得不説，高通確實是個狠角色，在CDMA上孤注一擲，當所有人的注意力還在TMDA上時，高通圍繞着功率控制、同頻複用、軟切換等技術構建了專利牆，幾乎申請了與CDMA應用所有的相關專利。
高通專利牆
因為高通實現了CDMA的專利壟斷，它的專利授權費自然不低，同時，高通還把CDMA的演算法嵌入集成芯片。其最大特點為整合信號的發送與接收、電源管理和數模轉換等於單一芯片之上，即SoC芯片。
高通強制規定，使用高通SoC的手機廠商，在繳納鉅額授權費後，還必須繳納相當於手機價格5%-10%的錢作為專利費，這在後來被稱作“高通税”，也是後來高通被叫作“專利流氓”的根源。
但在當時高通的專利費根本沒地方收，美國的運營商都不願意採用尚未成熟的CDMA技術，更何況是在GSM上投入大量資源的歐洲，不過高通的前瞻性確實讓人佩服。
1989年，高通向舊金山太平洋電話公司成功演示了CDMA技術的可行性。理論上，在使用相同頻率資源的情況下，CDMA移動網比模擬網容量大20倍，實際使用中比模擬網大10倍，比GSM要大4-5倍。
CDMA優勢明顯
這標誌着高通的CDMA技術開始走向成熟，但距離真正的商業化尚有一段距離，當時美國的所有運營商都不願做第一個吃螃蟹的人，高通只能在海外找小白鼠。
1994年，高通與摩托羅拉合作在香港建立起全球第一個CDMA網，但效果和服務質量都太差，全球其他運營商對CDMA失去信心，設備廠商也對CDMA技術半信半疑。
高通真正的機會實際上在韓國，1990年11月，高通和電子通信研究院(ETRI)簽署有關CDMA技術轉移協定。高通答應把每年在韓國收取專利費的20%交給韓國電子通信研究院、協助其研究，韓國政府也宣佈CDMA為韓國唯一的2G移動通信標準，並全力支持韓國三星、LG等投入CDMA技術的商用化。
1996年11月，韓國的CDMA用户達到一百萬，第一次向市場證明CDMA正式商用的可能性，讓美國一些運營商及設備廠商對CDMA技術開始恢復信心，也讓韓國廠商在CDMA市場上初露頭角。
這之後，美國的朗訊、摩托羅拉，加拿大的北方電訊都成了高通的擁躉，CDMA在北美登堂入室，運營商Verizon是CDMA的最大支持者，1996年建成了美國第一個CDMA網絡。CDMA終於成為與GSM分庭抗禮的2G移動通信標準，美國、加拿大、日本、韓國都是CDMA陣營。
美國還試圖將CDMA推廣到中國來，美國政府極力向中國推銷，要求中國引進高通的CDMA技術。據原國家計委副主任張國寶回憶，“美國政府向中國施加了不小的壓力，理由是説中國與美國之間有貿易逆差，要求中國買美國的技術。”
當時中國移動主要負責GSM網絡，於是國家決定由中國聯通承接從高通公司引進CDMA技術。
聯通與高通簽約現場
信產部讓中國聯通與高通談專利授權，談了很久很久，直到2001年才談妥如何向高通“交税”的事情。幾個月後，中國聯通投資240億元的CDMA移動通信網一期工程正式建成並在全國運營，這是高通第一次打入中國市場。
當時高通的CDMA技術已經從IS95（2G）演進到了1x（2.5G），而聯通採用的是IS95技術，中興作為唯一能夠提供IS95設備的中國公司，賺了個盆滿缽滿。華為因為關閉了IS95，全力賭1x，結果在基站上輸了個精光。
三
中國的3G牌照是在2009年發放的，但是在前十年歐洲就迫不及待邁向3G時代了，當時歐洲人堅定地認為：2G已經這麼成功，3G也一定能成功！
90年代，隨着全球手機用户快速增長，GSM網絡容量有限的缺點不斷被暴露，在網絡用户過載時，就不得不構建更多的網絡設施。在此背景下，必須要對通信技術進行升級，但在當時尚無一種技術被證明優於CDMA。
為了繞開高通的專利地雷，1998年，愛立信、諾基亞、阿爾卡特聯合歐洲各國廠商成立了一個叫3GPP的組織，商討應對措施。
當時3GPP搞了一個叫UMTS的3G標準，採用WCDMA技術，就是寬帶CDMA的意思，等於説底層技術還是CDMA，依然繞不開高通的專利，專利費是交定了，只是多少的問題。
WCDMA核心技術
1999年開始，歐洲國家基於WCDMA標準，發了不少3G牌照，單單英國通過拍賣5張3G執照而獲得近225億英鎊收入。
WCDMA不斷擴張自己的版圖，這是高通不能容忍的，於是拉着美國一幫通信界大佬和國外的幾個小弟成立了3GPP2，就是要和3GPP唱對台戲，高通主推的3G標準是CDMA2000。
這時候中國也想在3G上有一定的話語權，一是“七國八制”的歷史教訓，二是中興、華為、巨龍、大唐這幾家通訊設備商發展起來了，時任信產部部長吳基傳將這四家並稱為“巨大中華”。
其實一開始中國是支持WCDMA的，不過歐洲人覺得你用我的技術可以，但不可以多嘴，中國專家一開口就吃到了閉門羹。天無絕人之路，中國找到了一個突破口：TDD技術。
實際上，世界無線電通信大會（WRC）給3G分配的頻率本身就有FDD（頻分雙工）和TDD（時分雙工）兩種。
歐洲的WCDMA就是基於FDD技術的，在相同頻率相同功率的條件下，FDD比TDD能提供更好的覆蓋，歐洲地廣人稀，可以少建一些基站，省錢。中國人口稠密，基站本來就建得多，所以不存在省錢的問題。
更重要的是，國外廠商關注TDD比較少，中國在TDD領域提自己的標準，成功的希望要大一些。
TDD在後來也被證明更適合中國人的使用習慣，FDD的上行和下行頻率需要對稱，而手機上網主要用的是下行頻率，採用TDD技術可以將頻率多分給下行，避免流量的浪費。
FDD和TDD比較
1998年6月，以大唐電信為主的研發團隊提出了中國自己的TD-SCDMA標準。2000年5月，在國家信息產業部、中國移動和中國聯通等運營商的強硬表態支持下，國際電信聯盟（ITU）正式宣佈將中國提交的TD-SCDMA，與歐洲主導的WCDMA、美國主導的CDMA2000並列為三大3G標準。
但在2000年下半年，IT泡沫破滅。前期投入巨大的3G項目無法暫停，沃達豐、法國電信、T-MOBILE等運營商揹負了巨大的財務壓力。當時法國電信陷入巨幅虧損，搞了嚴格的KPI和末尾淘汰，不少人因為業績壓力自殺了。
而高通的CDMA2000標準出來得晚一些，美國還沒來得及在IT泡沫破滅之前發3G牌照，陰差陽錯躲過一劫，直到2004年才開始大規模開展3G業務。
華為在3G上也是受盡折磨。實際上華為做移動通信已經非常晚了，1998年才啓動GSM研發，不過發展速度很快，一年半之後就中標第一個GSM商用項目，當時趁着東南亞金融危機的影響，華為憑藉比競爭對手低30%的價格，拿下了東南亞的大片市場。
當時中國與美國歐都已經制定了各自的3G標準，在GSM上賺到錢的華為對3G充滿信心，投入大量人員和資金攻克3G技術。華為採取了三頭下注的策略，對三個3G標準都進行了技術研發投入，給公司造成了很大的資金壓力，華為迫切希望政府儘快發放3G牌照，哪個標準都行。
但是中國政府遲遲沒有發放3G牌照，任正非帶領孫亞芳一行人到北京拜訪國家計委和信產部，請求儘快發放3G牌照，理由是現有的2G頻率資源已經使用殆盡，必須儘快發放3G牌照以滿足手機用户迅速增加的需要。很可惜，當時國家計委和信產部的領導都沒有同意。
兩部委的領導認為，與其他兩個3G標準相比，中國的TD-SCDMA是最薄弱的一個，沒有芯片，沒有手機，沒有基站，沒有儀器儀表，一切都要從基礎做起。如果當時發放3G牌照，無疑將是WCDMA和CDMA2000的天下。
時任信產部副部長奚國華
歐洲和中國是華為3G的主要目標市場，當時中國沒有牌照搞不了，而歐洲雖然有了牌照，但是缺少終端產品讓歐洲的3G推進緩慢。對當時的人們來説，3G多出來的網速根本用不上，打電話和發短信，GSM足夠了。
唯一上量的業務，是用3G數據卡做便攜機上網，數據卡因而銷售火爆。當時華為改進了數據卡，在歐洲大受歡迎。但是賣數據卡賺的錢，和3G研發投入相比仍是杯水車薪，2008年任正非還動了賣掉終端業務的念頭，只是金融危機突然來襲未能成行。
對高通來説，更多的是鬱悶。儘管所有3G的技術，無論是WCDMA、CDMA2000還是TD-SCDMA都是基於CDMA技術，高通都可以收錢。但是那幾年全球3G市場並沒有做起來，收不到什麼錢，而高通還要養着上千名律師。
3G時代的美國亂成了一鍋粥。IT巨頭Intel眼紅高通在所有3G標準中都能收錢，於是拉着IBM、摩托羅拉、北方電訊，以及北美的一些運營商，搞了個WiMAX標準，相當於加強版的WiFi，從局域網擴大到城域網。
隨着WiMAX實力壯大，ITU終於接納它為第四個3G通信標準，北美的設備商、運營商都在WiMAX上投入了大量資金，北方電訊甚至將傳統3G業務賣給阿爾卡特，全部資源砸向WiMAX。
在美國國內，CMDA和WiMAX就這樣打起來了。但是CDMA成熟的產業鏈不是WiMAX能比的，當時要啥啥沒有，網絡設施跟不上，芯片供應跟不上，產業鏈發展嚴重不足，WiMAX的使用體驗非常差。
WiMAX陣營開始瓦解，很快Intel解散WiMAX部門。最慘的要屬北方電訊，當時分拆出售的摩托羅拉早已日薄西山，WiMAX只是它的最後一搏，北電不一樣，明明可以堅持CDMA，卻要在WiMAX上孤注一擲，最後落得破產的下場。
四
2007年之前，3G建設推進緩慢，而被歐美認為是落後技術的GSM在中國和其他發展中國家煥發了生機。
台灣聯發科在2006年推出一套面向GSM手機的Turnkey（交鑰匙）解決方案，他們將手機芯片和手機軟件平台預先整合到一起，有了這套解交鑰匙方案，任何廠商只要裝上屏幕和電池，就可以生產手機。很快，山寨手機從華強北開始風靡到全國，為GSM打下了大片江山。
深圳華強北手機市場
華為也在GSM上獲得了巨大機遇，當年歐洲電信設備商集中精力搞WCDMA，中興在大規模推廣CDMA，這讓華為在移動通信覆蓋較低的亞非拉地區大展拳腳，用多年未變的老基站佔領了不少市場。
見此形勢，餘承東當即把“UMTS和GSM行銷部“的名字改成了“GSM和UMTS行銷部”，調轉槍頭拼命賣GSM。海外GSM市場的成功布局，讓華為成為那些發展最快的電信設備商，將同城競爭對手中興遠遠拋在身後。
時間來到2007年，這一年發生的兩件大事，重塑了全球電信行業格局。
第一件大事是金融危機的爆發，西方電信設備商遭遇當頭棒喝，大幅虧損的朗訊賣身阿爾卡特，諾基亞和西門子的電信部門合併，加上北電破產、摩托羅拉分拆出售，那一年華為、中興什麼也沒幹，排名就上升好幾位。
隨着後來諾基亞收購阿爾卡特-朗訊，市場上就只剩下華為、愛立信、諾基亞、中興、三星五家主要設備商，沒有一家是美國的。
第二件大事是iPhone的橫空出世，史蒂夫·喬布斯用IOS系統和iPhone手機這樣的完美組合重新定義了智能手機。幾乎在同一時間，Google發佈了安卓系統，高通發佈了第一代驍龍芯片。
世界上第一部iPhone
iPhone的出現，首先重塑了終端市場的格局，把持全球手機市場十六年之久的諾基亞被拉下神壇，就在旦夕之間，曾經的手機大國日本徹底退出了終端市場，而這些空缺都在日後被中國廠商所填補。
而iPhone更深遠的意義則在於，APP Store帶動了移動互聯網業務井噴，創業者用APP創造了豐富的內容和業務，人們對網速提升的需求一下子被引爆。經歷了命途多舛的7年後，3G終於找到了它的歸宿。
目光回到大洋彼岸的中國，中國移動在TD-SCDMA上的努力，為日後中國在移動通信標準制定時有更大的話語權，打下了堅實的基礎。
2009年1月，工信部同時向三大運營商發放3G牌照，中國聯通是WCDMA牌照，中國電信是CDMA2000牌照，實力最雄厚的中國移動拿到的是最不成熟的TD-SCDMA。
實際上，當年提出TD-SCDMA標準後，信產部就有意讓實力最強的中國移動負責建設TD-SCDMA。這一過程中，中國移動經營上遇到很多困難，內部一些人也對應用TD-SCDMA技術產生動搖。
即使在拿到3G牌照後，中國移動依然心裏打鼓，全球建設TD-SCDMA的只此一家，壓力可想而知。但是沒辦法，只能硬着頭皮上，眼睜睜看着不少優質客户都流失到了聯通和電信。
不過站在國家大義的角度看，中國移動強推TD-SCDMA是值得的，2G時代中國移動比較依賴國外設備商，而從TD開始，中國企業漸漸成為了中國移動的主流供應商，展訊等芯片公司也成長了起來。
TD-SCDMA基站
更重要的是，我們讓西方人明白了一件事，如果在標準制定中不增加中國的話語權，中國完全有能力自己搞一個標準出來，到時候極有可能失去中國市場。因此，歐洲在制定4G標準時極力拉攏中國加入。
歐洲的4G標準是2004年12月在3GPP多倫多會議上正式立項並啓動的，取名為LTE（Long Term Evolution，長期演進)，顧名思義是UMTS技術標準的長期演進。引入OFDM和多天線MIMO等技術。
當時3G發展並不好，歐洲着急搞4G標準主要是受到了WiMAX的刺激。
WiMAX用的就是WiFi技術，2003年IEEE引入正交頻分複用技術（OFDM），WiFi傳輸速度從原先的11Mbps提升至54Mbps。後來Intel搞WiMAX就用了OFDM技術，這個技術不但能有效消除多徑干擾，複雜度也比CDMA小了很多，相較於CDMA更有優勢。
OFDM並不是什麼新技術，早在60年代貝爾實驗室發明OFDM後，技術框架在80年代便已建立完成。但是中國與美國歐在制定3G標準時，OFDM的硬件還不成熟，便排除在3G標準之外。
如果Intel和 IT大廠沒有在WiFi上將OFDM技術發揚光大，電信業沒有一家會注意到早期不被重視的OFDM。由於WiMAX的關係，OFDM才又重新進入電信業和學術界的視野中。
所以歐洲在制定LTE標準時也採用了OFDM技術，若能有效將4G傳輸速率提升，又能繞過高通的CDMA專利地雷，是再好不過了。當然也看到了OFDM的發展前景，2005年就耗資六億美元，戰略性收購了專門研發OFDM技術的Flarion公司。
中國的積極性也很高，2005年6月在法國召開的3GPP會議上，大唐聯合國內廠家，提出了基於OFDM的TDD演進模式的方案，同年11月，3GPP工作組會議通過了中國針對TD-SCDMA後續演進的LTE TDD技術提案。
LTE核心技術
隨着中國的加入，LTE陣營如虎添翼，天平很快就倒向了歐洲這邊。高通在2007年提出的CDMA2000的演進升級版本UMB（CDMA+OFDM+MIMO），由於沒人支持而迅速式微，隔年高通就把UMB停掉、宣佈加入3GPP的LTE陣營了。
2010年，Intel在WiMAX失敗後，宣佈將支持LTE技術，自此LTE標準一統江湖，雖然同時存在FDD和TDD兩種方案，但實際上差別非常小。
2013年12月，工信部向三大運營商同時發放TD-LTE牌照，中國移動在TD上有先發優勢，因此成了最大贏家，僅2014年就建設了50萬個基站，逐漸形成了覆蓋全國的TD-LTE網絡。
華為在2012年中國移動TD-LTE招標中獲得約25%的份額，仍是中國移動的第一大合作伙伴，這為華為在2013年營業收入超過愛立信打下了堅實的基礎。
從3G到4G的過程中，最鬱悶的就是美國了，摩托羅拉、朗訊、北電一下子全沒了，就剩下了高通。4G時代，高通的專利封鎖線也被毀掉了，不僅沒競爭過老對手歐洲，而且眼睜睜地看着中國的崛起，美國人急需在5G時代扳回一城。
五
4G時代LTE一統江湖，3GPP2逐漸被邊緣化，3GPP開始完全主導5G標準，中國與美國歐都要按照3GPP的要求來搞。
3GPP定的5G標準是峯值速率高達20Gbps，用户面時延要低至0.5ms（URLLC），峯值速率是LTE的20倍，時延是LTE的1/10。其中最難實現的是低時延，目前業界對於5G的攻克主要體現在速率上。
實現更高的速率主要有兩種方法，其一是增加頻譜利用率，其二是增加頻譜帶寬。
在2G到4G的發展過程中，從TDMA（時分多址）到CDMA（碼分多址）再到OFDMA（正交頻分多址），均增加了信道容量。但是到了5G，用的還是OFDM技術，所以容量的提升要大大增加頻寬。
4G時代，中國移動TD-LTE的最高頻率為2635MHz，頻寬為130MHz，相比之下，3GPP將5G的頻段分成了兩個範圍：FR1為450MHz-6000MHz，FR2為24250MHz-52600MHz，這顯然不是一個量級的。
三大運營商頻率分佈
5G頻率如此之高，速率自然能夠得到大幅度提升，但是根據“光速=波長×頻率”公式，頻率越高，波長就越短，5G波長可以短至毫米級，也就是我們説的毫米波，覆蓋範圍會比4G小得多。
再來説增加頻譜利用率，主要通過信道編碼技術來實現，這是“信息論之父”克勞德·香農在1948年提出的，同時他還提出了著名的香農極限，即在給定帶寬上以一定質量可靠地傳輸信息的最大速率，信道編碼技術可以實現無限接近但不能超過這一速率。
幾十年來，信道編碼技術經過幾代人的努力，已經越來越接近香農極限。1991年法國人發明的Turbo碼被認為是第一個接近香農極限的編碼方案，1999年3GPP採用Turbo碼作為3G UMTS系統的信道編碼。
這時候，另一種信道編碼技術LDPC碼進入了學術界的視野，它是MIT的Robert Gallager在1962年的博士畢業論文中提出的。但是由於計算能力的不足，缺乏可行的譯碼算法，長時間被人們所忽略。
到了1996年，有研究表明，採用LDPC長碼可以達到Turbo碼的性能，隨後學術界對LDPC投入了大量的關注，對編碼矩陣構造、譯碼算法優化等關鍵技術展開研究。其中，高通公司對LDPC的發展有着不小的貢獻。
近二十年來，LDPC碼被廣泛應用於深空探測，衞星和地面數字電視、WiFi、以及 HDD、SSD存儲系統等，當年WiMAX也採用了LDPC碼。
其實2006年在確立4G標準時，就有人提出了編碼應該用LDPC碼取代Turbo碼，但是通信標準從來就不是技術之爭，Turbo碼是歐洲人提出的，在歐洲主導的4G標準中當然只能用Turbo碼。
前兩年在制定5G標準時，歐洲（主要是法電、愛立信）主張5G還用Turbo碼。但在5G時代，Turbo解碼複雜的缺點就暴露了出來，所以要選擇解碼速度快延時低的方案，降低對硬件要求，LDPC被認為是一個好的選擇。
本來LDPC是5G編碼的唯一選擇，高通也可以藉此揚眉吐氣了，但是美國人沒有想到的是，華為搞出了Polar碼，被認為是迄今唯一能夠達到香農極限的編碼方法。
華為的Polar碼在2007年由Erdal Arikan教授提出，這位土耳其人是Gallager在MIT的學生。Polar碼兼具較低的編碼和譯碼複雜度，其所能達到的糾錯性能超過目前廣泛使用的Turbo碼、LDPC碼。
Gallager（左）和Arikan（右）
2009年，Arikan教授關於Polar碼的論文在IEEE正式發表，開始引起通信領域的關注。那一年，華為開始5G研究，他們發現了Polar碼有作為優秀信道編碼技術的潛力。
從2010年開始，華為做了非常多的試驗和試用研究，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，截至目前，華為5G基本專利數量佔世界27%左右，排第一位。
其實中國與美國歐在編碼上提出各自的方案，説白了就是專利之爭，歐洲在Turbo碼上專利最多，所以無論如何也要保住Turbo碼，但是由於技術缺陷已經沒什麼競爭力。而高通和華為，雖然在LDPC碼和Polar碼都有技術積累，但是高通LDPC碼專利更多，華為反之，所以支持哪個方案不難做出決定。
在這樣的背景下，2016年3GPP召開了三次覺得5G編碼的會議，中國與美國歐提出了各自的方案，果然Turbo碼因為反對的人最多而最先被淘汰。在Turbo碼徹底沒戲後，歐洲公司開始站隊LDPC碼，原因是他們有更多的LDPC碼專利，5G標準之爭從中國與美國歐三國殺演變成了中國和美歐的對峙。
在3GPP的RAN1#86會議上，關於5G eMMB場景該採用何種數據信道編碼方案，LDPC陣營和Polar陣營爭的不可開交。
華為陣營vs高通陣營
高通陣營提出LDPC作為編碼唯一方案，華為陣營提出Polar作為編碼唯一方案，而歐洲提出的是LDPC+Turbo組合方案，實際上天平已經倒向LDPC了。高通和華為陣營互不妥協，這次會議什麼也沒討論出來，只能擇日再議。
幾個月後，由中興牽頭提出了一個折中方案， 以數據信道數據塊大小分為長碼塊和短碼塊，其中數據信道長碼塊用LDPC碼，數據信道短碼塊用Polar碼。這樣一來，就已經註定了LDPC在長碼上的勝利。
然後2016年11月RAN1#87會議討論了數據信道的短碼和控制信道編碼用LDPC還是Polar，之前支持Turbo的歐洲陣營轉頭支持了LDPC，因此在數據信道短碼上LDPC再下一城。
但是考慮到華為的強硬態度，高通陣營提議控制信道用Polar碼的建議，經過激烈的爭論，華為陣營同意短碼用LDPC，控制信道用Polar碼。自此，在5G eMBB場景上，Polar碼和LDPC碼二分天下。
5G的編碼方案
然而5G之爭才剛剛開始，在5G的三大場景中只確定了eMBB場景的編碼方案，URLLC、mMTC場景的標準仍待確定，最終鹿死誰手依然不好説。所以美國對中國的警惕一直沒有放鬆，從1G到4G，美國、歐洲的利益從未如此統一過，面對強大的對手，美國、歐洲終於在5G時代站到了一起。
六
2018年2月，在巴塞羅那MWC上，華為面向全球正式發佈首款5G商用芯片——巴龍5G01和5G商用終端——華為5G CPE。
這次高調亮相，徹底警醒了超級大國，美國向來對華為緊閉大門，而在去年，美國又開始要求澳大利亞、新西蘭、德國、意大利、英國在內的盟友禁止購買華為的電信設備。
其中，澳大利亞和新西蘭已經明確表態拒絕華為參與本國5G項目，英國電信（BT）也將華為排除在競標供應5G核心網合同的名單之外，要知道歐洲可是華為的傳統市場。
在這一系列的施壓後，2018年華為在移動通信基礎設施的全球份額上被愛立信反超，歐洲的5G項目幾乎都被愛立信拿下。
愛立信反超華為
但是今非昔比，華為的運營商業務保持穩定的同時，以手機為主的消費者業務開始扛起大旗，2018年華為消費者業務增長45%達到3489億元，成為第一大業務，這在十年前是不可想象的。
於是，美國又瞄準華為的手機業務，高通、ARM、谷歌等重要供應商均表示中止與華為的合作，將在芯片和操作系統層面對華為造成打擊。
但是華為的強大不得不令人佩服，在歐美陣營中沒有一家公司有華為這樣完整的產業鏈，高通做底層技術，華為能做，高通、英特爾做手機芯片，華為也做，愛立信、諾基亞做電信設備，華為又做，蘋果、三星做終端，華為還做，蘋果、谷歌做操作系統，華為繼續做。
可惜華為畢竟只是一家企業，美國政府一句“安全問題”就可以讓華為喪失大片市場。但是，5G不是華為、中興一家兩家企業的事，其實從2016年的那次標準之爭開始，中國企業已經形成一股合力。
目前在5G標準立項並且通過的企業中，中國移動10項、華為8項、中興2項、中國聯通1項，中國合計21項，而美國的高通+Intel只有9項，除中國外的所有國家合計29項，中國已經佔到40%以上。
電信設備商中興和華為佔到全球市場40%的份額，基站數量中國有絕對優勢，三大運營商的4G基站超過350萬個，總基站數超過640萬個，而美國4G基站數不超過30萬個，全世界加起來都沒有中國多。
而且中國有強大的內銷能力，佔了全球近一半市場，排斥中國的結果就是失去世界上最大的5G市場。更何況不管是哪個陣營，都有大量專利掌握在對方手中，相信沒有人再願意看到3G時代的混亂局面。