第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，5G）是具有高速率、大连接以及低功耗和低 时延 等特点的蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（CSM）系统之后的延伸。 为满足5G多样化的应用场景需求，高 速率 、低时延、大连接成为5G最突出的特征，用户体验速率达1Gbps，时延低至1ms，用户连接能力达100万连接/平方公里。 2G~4G都着眼于让人与人之间的通信更便捷，而5G则突破了人与物之间的壁垒，可以满足远程医疗、车联网、智能家居、工业控制、虚拟现实等应用需求。
在2012年前就已经存在一些关于5G的零星研究了。2008年， 美国航空航天局 （NASA）和M2Mi公司一起开始研究5G通信技术。此后 韩国 和 欧盟 也相继投入研发。这些早期研究，尤其是在毫米波通信和频谱资源扩展方面，为5G的概念奠定了基础。 2013年，全球范围内的研究机构和组织，如 国际电信联盟 和中国的IMT-2020（5G）推进组，开始对5G进行更深入的探索，进一步明确了其关键能力和应用场景。 2016年，第三代合作伙伴计划（3GPP）的启动标志着全球统一5G标准的开始。 随后，5G技术迅速进入商用阶段。2019年，韩国率先推出商用5G服务， 紧接着是中国和美国，标志着5G技术在全球范围内的快速发展和普及。 2022年，3GPP宣布5G R17版本标准冻结，重点支持中高速大连接及差异化物联网应用，进一步拓展了5G应用场景与解决方案。 截至2022年底，全球5G移动用户已突破10亿户，占移动用户整体的12.1%，网络覆盖全球近三成的人口。 2024年3月22日，《政府工作报告》中提到，中国5G用户普及率超过50%， 2025年11月6日消息， 国际电工委员会 （IEC）正式发布全球首个工业5G国际标准《工业网络5G通信技术通用要求》。该标准由中国与 德国 联合提出，由美国、 法国 、 日本 等多国专家协同攻关、共同研制完成，填补了工业5G领域国际标准的空白。 截至2026年6月底，中国5G基站达到510.2万个，具备千兆网络服务能力的10GPON端口达3286万个。
国际电信联盟 （International Telecommunication Union， ITU）定义了5G的三类应用场景包括增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低 时延 通信（uRLLC）和海量机器类通信（mMTC）。 增强移动宽带主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验；超高可靠低时延通信主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求；海量机器类通信主要面向 智慧城市 、智能家居、 环境监测 等以传感和数据采集为目标的应用需求。
概述
移动通信的演进
从1G发展到4G，是人从声音、图形、视频的逐级通信需求推动技术进步的。 移动通信经历了从1G（第一代移动 信息技术 ）、2G、3G到4G的发展历程。1G出现在20世纪70年代末、80年代初，只用于提供模拟语音业务。2G出现在20世纪90年代，用于提供数字语音和短信业。3G出现在2000年左右，用于提供数据和语音服务。到了3G时代后期，智能手机开始普及，移动上网需求激增，为了满足爆发式增长的数据需求，4G应运而生。4G 技术标准 统一为LTE（Long Term Evolution，长期演进），包括FDD-LTE 和TD-LTE，可以提供100 Mbit/s以上的下载 速率 。 5G是4G系统之后的延伸，4G时代的终端以智能设备为主，而在5G时代绝大多数消费产品、工业品、物流等都可以与网络连接，海量“物体”将实现无线联网。5G物联网还将与 云计算 和 大数据技术 结合在一起，使得整个社会充分物联化和智能化。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、 降低成本 、提高系统容量和大规模设备连接。
频段
5G主要分主要分为Sub-6GHz频段和毫米波频段， Sub-6GHz是在6GHz以下的窄频技术，并且支持数Gbit/s的高速通信，具有低功耗、广覆盖的特性；而毫米波频段是在24GHz以上的宽带技术，并且支持数十Gbit/s的高速通信具有低 时延 、高速率的特性。 。毫米波技术的研究历史已超过百年，可追溯到19世纪末。但很长时间以来，毫米波技术主要应用于军事、射电天文等领域。在3G、4G网络中，例如40 GHz频段和 80 GHz频段（E-Band）的点对点高速传输系统，毫米波技术已广泛应用于网络回传和前传。 随着5G新业务数据量和用户数的爆炸式增长，通信频段必然向毫米波方向延伸，5G移动通信将采用中低频段+毫米波频段相结合的方式。
发展现状
5G专利： 截止到2022年4月底，全球共有50415个5G申请专利家族（含待审批和已授予），在向美国与欧洲专利局提交申请的专利中，中国（26.79%）、 韩国 （25.94%）、美国（17.75%）、 欧盟 （15.59%）、日本（8.52%）排名前五。而在核心的标准必要专利方面，欧盟（37.04%）、中国（33.96%）、美国（15.89%）作出主要贡献。 截至2024年11月，中国5G标准必要专利声明量全球占比超42%，全球首发的5G—A（又称5.5G）在持续加快商用部署。
芯片技术： 5G芯片技术创新不断加速，截止到2023年， 高通 、联发科、 紫光展锐 、 深圳市海思半导体有限公司 等厂商已发布93款5G芯片。在2023年 世界移动通信大会 上，高通宣布将推出全球首款“5G Advanced-ready” 基带 产品，即5.5G 骁龙 X75芯片，支持十 载波聚合 ，在Wi-Fi 7和5G中可实现10Gbit/s下行速度；紫光展锐公司在展示5G新通话芯片方案的同时还布局汽车等工业电子业务，现场演示了首款车规级5G智能座舱芯片平台A7870。
设备供应： 设备市场生态边界不断扩展， 基站 设备市场主要由 华为 、 爱立信 、 诺基亚 、中兴、 三星电子 等传统设备厂商占据。运营商希望通过无线接入网的虚拟化实现开放且可互操作的网络解决方案，以摆脱对现有单一设备商的依赖；Mavenir、 Parallel Wireless等网络软件供应商加入设备市场竞争。此外，新兴的5G设备供应商正在逐渐增加，截至2023年，全球提供5G专网设备的厂商已超过50家。
5G终端： 5G终端形态日益丰富。GSA数据显示，截至2023年2月，全球共有224家设备供应商发布1840款5G终端，近八成已商用上市；其中发布手机共948款，至少有874款已商用，价格探至千元以下，进一步为5G终端普及奠定产业基础。终端类型不断拓展丰富，除手机、模组、CPE外，工业网关生态系统日渐成熟，移动机器人、 无人机 、XR设备等可通过模块连接到网关，随着5G创新加快，未来相关产品还将加速推出。
行业应用： 截止到2022年，在全球范围内已经开展的644项行业应用试验或落地部署中，工业互联网、文体活动领域应用占比过半，智慧交通、医疗健康等领域的行业应用较为广泛。美国非常注重5G技术的领先性，产业各方合作测试开发5G工业用例，探索5G促进工业制造业增长的路径。 韩国 向产业全面推广5G融合应用，积极支持技术升级，激活产业生态，支持5G融合应用向全球拓展。 欧盟 通过政策发布和项目部署，构建5G与垂直行业融合应用的清晰路径，在7个重点行业以及港口、农业、交通运输等多个垂直领域开展广泛的5G行业应用试验。 截至2024年11月，中国5G应用已经融入97个国民经济大类中的74个，建设5G行业虚拟专网超过4万个。工业领域5G应用逐步从外围环节向研发设计、生产制造等关键环节深入，“5G+工业互联网”项目超过1.5万个，实现41个工业大类全覆盖。
历史沿革
发展
2008年， 美国航空航天局 （NASA）和M2Mi公司一起开始研究5G通信技术，研究的主要方向是无线传感、小型卫星通信和机器连接等。同年， 韩国 也启动了IT研发项目“基于BDMA的5G移动通信系统”。这些前期探索促进了5G概念的形成。
2012年8月，组约大学创建了无线通信研究所，并在5G一些特定的方向上做了比较前瞻性的研究。这方面的前期研究对于形成5G扩展 频谱 资源和采用毫米波通信的思路具有一定的指导意义。 2012年11月， 欧盟 启动了著名的METIS研究项目，项目启动的目的就是要完整地定义下一代无线通信系统。METIS项目明确定义了5G的场景、测试范例和主要技术指标。METIS对于应用场景和主要技术指标的早期研究对于5G概念的形成起了非常大的作用。
2013年2月， 国际电信联盟 无线电通信组标准化组织（ITU-R）启动了5G研究项目，开始更详细地研究2020年后人类对于移动通信的需要和愿景。 同年，IMT-2020（5G）推进组由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
2014年5月29日，推进组在北京召开了第二次IMT-2020（5G）峰会，会议主题为“5G目标及能力”，发布了中国《5G愿景与需求白皮书》，明确了5G关键能力指标，这些指标被制定的5G愿景报告基本采纳。 白皮书 作为中国首次系统地开展新一代移动通信系统需求研究的成果，为未来中国引领5G发展方向奠定了基础。 METIS研究项目在2015年4月完成，使得当时的 欧洲 对于5G的认识和研发处于领导地位。
2015年，ITU发布了《IMT愿景：5G架构和总体目标》，定义了增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低 时延 （uRLLC）、海量机器类型通信（mMTC）三大应用场景，以及峰值 速率 、流量密度等八大关键性能指标。
2016年初，为兼顾不同运营商的需求，实现全球统一的5G标准， 第三代合作伙伴计划 （3GPP）启动。 2016年5月31日，第一届全球5G大会在北京举行。本次会议由中国、 欧盟 、 美国 、 日本 和 韩国 的5个5G推进组织联合主办。
2017年12月21日，在 葡萄牙 里斯本 召开的3GPP RAN第78次会议上，3GPP完成面向NSA的5G NR（New Radio ，新空中接口）标准，为5G NR全面商用奠定了基础。随后，2018年6月发布了R15的SA标准版本，2019年3月发布了R15的第三个版本，实现了依托5G核心网（NGC）完成5G NR和LTE的双连接。
2019年4月3日23时，韩国三家运营商正式推出5G商用服务，比美国Verizon公司提早数个小时，韩国由此成为全球首个实现5G商用的国家。
突破
3GPP于2020年7月冻结R16标准版本，R16为5G增强版本，进一步增强网络支持移动宽带的能力和效率，支持米级定位、节能以及网络智能化，同时扩展支持更多物联网场景。
2022年全球5G基础设施市场规模接近300亿美元，累计总规模超900亿美元。2022年全球 5G基站 出货量超140万个，同比增长20%，累计出货超380万个。中国始终秉持“适度超前”建设原则，2022年度新建 基站 88.7万个，累计开通5G基站超231万个，占全球总量的60%。
2022年年中，3GPP宣布5G R17版本标准冻结，重点支持中高速大连接及差异化物联网应用，进一步拓展了5G应用场景与解决方案。R17让更多5G系统增强功能逐步走向成熟，将5G扩展至全新终端、应用和商用部署领域。
截至2022年底，全球5G移动用户已突破10亿户，占移动用户整体的12.1%，网络覆盖全球近三成的人口。中国已建成全球最大5G网络与独立组网网络，5G用户规模达到5.6亿户，占全球用户总数的一半以上，渗透率为33.3%，仅低于韩国与美国。
截至2023年2月，全球共有224家设备供应商发布1840款5G终端，近八成已商用上市，其中发布手机共948款，至少有874款已商用，价格探至千元以下，进一步为5G终端普及奠定产业基础。终端类型不断拓展丰富，除手机、 模组 、CPE外，工业网关生态系统日渐成熟， 移动机器人 、 无人机 、XR设备等可通过模块连接到网关，随着5G创新加快，未来相关产品还将加速推出。
2024年3月22日，《政府工作报告》提到，中国5G用户普及率超过50%。工业和信息化部数据显示，2024年 春节 期间以及2023年全年，5G移动互联网接入流量在移动互联网用户接入流量中占比都接近50%。
2024年4月23日，工信部组织相关部门召开电视电话会议，推进“信号升格”专项行动，通过通信网络和基站建设优化，实现移动网络4G、5G信号显著增强，网络深度覆盖，支撑重点行业数字化转型需求。至2024年5月，中国5G网络覆盖从“市市通”到“县县通”并持续向乡镇、行政村延伸。随着“信号升格”行动展开，在青藏高原的无人区里也有了5G信号。 5月17日，在浙江宁波举行的2024 世界电信和信息社会日 大会上， 中国电信集团 、 中国移动通信集团 、 中国联通 、 中国广电 联合宣布，启动5G异网漫游商用推广。 5月28日，SKY Perfect JSAT、NTT DOCOMO、日本国家信息通信研究所（NICT）和 松下电器 联合宣布，利用模拟高空平台站（High-Altitude Platform Stations，简称 HAPS）的 轻型飞机 ，成功在约 4 公里高度使用38GHz频段进行了5G通信的验证演示。此次试验在飞行高度约 4 公里的飞机和三个地面站之间，利用38GHz频段电波建立了5G NR方式的空中中继地面5G网络的回程线路，是该领域的首创。利用HAPS的非地面网络（Non-Terrestrial Network，简称 NTN）是5G和6G扩展通信覆盖范围的有效技术，此次演示的结果会加速HAPS网络的实际应用。 截至2024年9月， 中国互联网络信息中心 (CNNIC)数据显示，中国5G用户普及率达69.6%，千兆宽带用户达1.96亿户。
2024年10月14日，工信部数据显示，中国5G基站总数已达404.2万个，占到移动基站总数的32.1%，网络规模全球第一；相关应用已覆盖国民经济的74个大类。此外，中国在打造全球最大规模的低空通信网。 截至11月末，中国累计建成5G基站419.1万个，比2023年末净增81.5万个，占移动基站总数的33.2%，占比较2023年末提高4.1个百分点。中国5G移动电话用户达10.02亿户，比2023年末净增1.8亿户，占移动电话用户总数的56%，占比较2023年末提高9.4个百分点。 5G网络不断向农村地区延伸，实现了“乡乡通5G”。 截至2025年6月底，5G基站总数与2020年相比增长了5倍达到455万个，5G移动电话用户达11.18亿户，千兆宽带用户增长了34倍达2.26亿户， 算力总规模位于全球第二。 整个“十四五”期间，中国建成全球最大覆盖最广的网络基础设施，5G基站达459.8万个，5G应用在矿山港口工厂等遍地开花。 11月6日消息， 国际电工委员会 （IEC）正式发布全球首个工业5G国际标准《工业网络5G通信技术通用要求》。该标准由中国与 德国 联合提出，由美国、 法国 、 日本 等多国专家协同攻关、共同研制完成，填补了工业5G领域国际标准的空白。该标准聚焦5G网络在工业现场应用的基本架构、工作机制与维护管理，提供了多种5G与工业现场融合的应用场景用例，适用于5G工业无线通信系统从规划、设计、建设到优化的全生命周期，为国内外用户、设计单位及设备制造商在工业环境中部署和应用5G技术提供了统一的技术规范。该标准的发布，标志着中国在“5G+工业”融合应用领域取得里程碑意义的国际成果，为全球制造业的数字化转型贡献了中国智慧与中国方案。 截至2025年11月末，中国5G基站总数达483万个，比2024年末净增57.9万个。 2025年，中国已建成5G基站483.8万座，所有乡镇以及95%的行政村已通5G，中国建成了全球规模最大、技术领先的信息基础设施 。5G用户规模超12亿户，中国5G标准必要专利声明量全球占比达42%。
截至2026年3月底，中国5G基站总数已达495.8万个，具备千兆网络服务能力的10G PON端口数达3201万个。中国86个城市的168个小区、工厂和园区开展万兆光网试点部署，5G-A（5G演进网络）已覆盖330个城市。行政村实现100%通宽带、95%以上通5G，边境管理及贸易机构实现100%通4G/5G网络。 2026年上半年，中国建成5G行业虚拟专网超8万个，5G、千兆光网应用已融入94个国民经济大类，中国“5G+工业互联网”在建项目超2.6万个，建成1260家分类分级、特色鲜明的5G工厂。 截至6月底，中国5G基站达到510.2万个，具备千兆网络服务能力的10GPON端口达3286万个。
关键技术
5G NR
5G NR（New Radio）旨在解决增强移动宽带（eMBB）、超可靠低延迟通信（URLLC）和海量机器类型通信（mMTC）等场景的问题。其设计向前兼容，有助于顺利引入未知用例的新技术。关键技术包括陡峭性能传输、低延迟支持、先进天线技术和灵活频谱特性。 5G NR在很大程度上建立在4G LTE基础上，同时引入潜在的先进技术。尽管与LTE演进不同，NR不受后向兼容性限制，技术要求更广泛、更高，从而促使更多深层次技术创新。 5G NR有两种主要架构类型：非独立组网（NSA）和独立组网（SA）。在NSA中，终端通过E-UTRA和NR双连接（EN-DC）连接到LTE eNB和5G NR NodeB（gNB），其中eNB是主节点，gNB是辅助节点。在NSA中，LTE用于初始接入和移动处理，而SA版本可以独立于LTE进行部署。
大规模天线技术
大规模天线技术（Massive MIMO）是指多路输入多路输出，基站使用几十甚至上百根天线，通过调整多天线的 相位 和幅度形成无线信号能量更集中的窄波束，能根据不同的覆盖场景，通过动态控制波東来补偿 无线电 的传播损耗，从而提升覆盖能力；还能通过空间复用技术让多个波東同时连接多个用户，实现在同一无线信道上同时发送和接收多个数据流，从而可在不增加频谱带宽的前提下成倍提升系统容量。 这项通信技术的波束窄，指向性传输，增益高，抗干扰，频谱效率提高。 由于毫米波波长较短，因此天线阵列占用空间小，这使得毫米波系统非常适合采用大规模MIMO技术。
非正交多址接入技术
非正交多址接入（NOMA）可以利用不同的路径损耗的差异来对多路发射信号进行叠加，从而提高信号增益。它能够让同一小区覆盖范围的所有 移动设备 都能获得最大的可接入带宽，可以解决由于大规模连接带来的网络挑战。 NOMA牺牲了一部分峰值 速率 来换取更多的连接，其实现原理是引入了NOMA收发机，抑制用户之间干扰。NOMA相比OMA有以下优势：提升多用户系统容量、支持过载传输、可靠的免授权（GF）传输、鲁棒的开环MU-MIMO以及灵活的业务复用。
波束形成技术
波束形成（BF）是阵列 信号处理 的关键方面，通过对各阵元加权进行空域滤波，实现增强期望信号、抑制干扰的目的。 在移动通信中，波束形成是天线技术与 数字信号处理技术 的融合，通过调节各天线的 相位 实现无线信号的定向传输或收发。该技术有效处理无线信号，确定 电磁波 的传输方向，实现 发射机 的精确定向和 接收机 的精准探测。本质上，波束形成通过调节各天线的相位，使无线信号叠加产生更强的信号增益，克服 自由空间 中的传输 衰减 ，确保无线信号的质量。此外，使用波束形成技术能够集中收发电磁波能量，有助于在一定程度上延伸无线信号的传输距离。
5G-A移动通信技术
5G-A移动通信技术，即5G-Advanced，是对5G的演进和增强，具备10倍提升的网络能力，支持5G应用规模增长和数字化创新。作为通向6G的关键阶段，5G-A将提前验证部分6G关键技术，积累宝贵经验，助力6G标准制定和技术落地。 在网络特征与网络功能层面，5G-Advanced需要具备智慧（AI）、融合（Convergence）和更丰富使能（Enablement）的特征，即ACE。网络架构方面，5G-Advanced将发展云原生、边缘网络和网络即服务理念，以实现网络功能快速部署和按需迭代。在网络技术方面，5G-Advanced将持续增强“智慧、融合和使能”三个方面的能力，包括提高网络智能化水平、促进网络与行业网络融合组网、助力5G网络服务垂直行业等。
技术原理
5G系统整体包括核心网、接入网以及终端部分，其中核心网与接入网间需要进行用户平面和控制平面的接口连接，接入网与终端间通过无线空口协议栈进行连接。
网络架构
5G网络架构延续了4G网络的扁平化思想。 整体上，5G系统分为两部分，即5G核心网（5GC，包括AMF/UPF）和5G接入网（NG-RAN）。为满足不同业务性能需求，5G接入网架构支持分布式部署，减少节点跳数降低传输 时延 ，同时也支持集中式部署，实现云化处理中心节点，集中管理多个小区，增强资源协调，实现网络功能分布的灵活性。
接入网
5G 接入网由gNB（NR系统 基站 ）和ng-eNB（可接入5G核心网的LTE演进基站）两种逻辑节点共同组成。 GNB 之间、ng-eNB之间，以及gNB和ng-eNB之间通过Xn接口进行连接。NG-RAN与5GC之间通过NG接口进行连接，进一步分为 NG-C 和NG-U接口，其中与AMF控制平面连接的是NG-C接口，和UPF 用户平面连接的是NG-U接口。
核心网
5G核心网络是管理所有5G移动语音、数据和因特网连接的数据网络， 分为控制平面和用户平面网元。控制平面包括接入与移动管理功能和会话管理功能，二者没有直接接口；用户平面网元包括用户平面功能。采用基于服务的网络架构（SBA），该云架构对4G核心网元进行虚拟化和模块化，实现业务应用的灵活、快速部署。在5G核心网中，AMF负责终端接入权限和切换，UPF负责分组 路由 、转发、数据包检查等功能。
部署
为了 降低成本 以及与4G兼容，在3GPP 5G标准的第一个版本R15中5G网络被分为独立组网（Standalone，SA）和非独立组网（Non-Standalone，NSA）两种部署方式。 每类组网方式下，根据核心网选择的不同（EPC或是5GC），还可以细分为多种架构选项。
SA组网部署
独立组网是5G网络的成熟阶段目标架构，包括新 基站 和核心网，可选择gNB或ng-eNB作为5G接入网，核心网采用5GC。 SA组网是5G最终形态，支持所有新业务，采用5GC的用户面和控制面完全分离。在SA组网下，UE可选择 gNB 为主节点或单独接入gNB。SA组网优点在于完全实现5G新功能和业务，提供更高性能和灵活性，但需要建设新的 5G基站 和核心网，投资成本高，对基站覆盖要求也较高，否则可能导致频繁控制面切换和用户体验下降。
NSA组网部署
NSA组网利用现有4G网络进行改造和升级，引入一些5G设备以支持NR接入网和/或5GC，实现用户体验到5G超高网速，同时不浪费现有设备。这是运营商在热点地区快速部署5G、抢占市场的早期选择。 在NSA组网下，UE通过现有LTE接入网接入，LTE 基站 为主节点，NR 基站 为辅节点。NSA组网的优点在于能充分利用现有4G网络资源，快速实现5G部署，抢占市场份额，并减少控制面切换次数以提高网络稳定性。然而，NSA组网的缺点是仅支持5G的eMBB业务，不能满足其他新功能和业务需求，同时需要对4G 基站 进行改造或升级以支持5G数据分流和双连接。
空口协议栈
5G空口，即 UE 和 GNB 之间的无线接口。NR定义了一系列空口协议用来建立、重配置和释放各种无线承载业务。5G空口协议栈分为“三层两面”，三层包括 物理层 、 数据链路层 和 网络层 ；两面是指控制面和用户面。
物理层
物理层位于空口协议最底层，为高层的数据提供无线资源及物理层处理。
数据链路层
数据链路层包括媒体接入控制（ MAC ）、无线链路控制（RLC）、分组数据汇聚协议（PDCP）和服务数据适配协议（SDAP）4个子层。 NR与LTE 相比，PDCP子层基本功能类似，都是提供无线承载级的服务；不同的是NR数据链路层新引入了SDAP 子层，原因是NR中的NG 接口是基于 QoS flow控制的，因此需要 SDAP 子层作为适配层，把QoS flow 映射 到DRB上，而LTE 中EPS承载和DRB之间一一对应，不需要适配。 数据链路层 同时位于控制面和用户面，在控制面负责无线承载 信令 的传输、加密、完整性保护等，在用户面负责用户业务数据的传输和加密。
网络层
网络层是指无线资源控制（ 收音机 Resource Control，RRC）层，位于接人网的控制平面，负责完成接人网和终端之间交互的所有信令处理。
控制面
控制面协议主要负责终端和网络之间的连接建立、移动性和安全性。 负责对无线接口进行管理和控制，用于实现与UE通信相关的控制功能，包括RRC 协议、SDAP/PDCP/RLCMAC 协议和 物理层 协议， RRC层位于终端和gNB之间，负责处理RAN 相关的控制面过程。非接入层（NAS）位于终端和AMF之间，包括鉴权、安全性管理、会话管理和不同的空闲态过程（比如寻呼），还负责为终端分配IP地址。 NAS不属于空口协议，应用于 UE和核心网的接入 管理实体 （AMF）内，主要负责对非接入层的控制和管理。
用户面
用户面协议栈用于实现资源分配与数据传输相关的功能，包括SDAP/PDCP/RLC/ MAC 协议和 物理层 协议。由控制面产生的各种控制 信令 最终也通过用户面协议进行传输。 SDAP层负责根据QoS（Quality of Service）要求将QoS流（QoS Flow） 映射 到无线承载。5G QoS模型基于QoS Flow，QoS Flow是PDU会话中最精细的Q0S区分粒度，也就是说两个PDU会话的区别就在于它们的QoS Flow不一样。SDAP层是NR用户面中新引人的一个协议层，因为当NR连接到5G核心网时，新的QoS处理需要这一协议实体。
关键性能指标
针对三大应用场景的关键性能需求，ITU于2017年11月正式发布了《IMT-2020无线接口最小技术性能指标要求报告》，定义了包括峰值 速率 、用户体验速率、延时、移动性、流量密度、连接数密度等指标在内的5G最低性能指标要求。
峰值速率： 峰值速率是指在理想信道条件下，单用户所能达到的最大速率，单位为bit/s。5G的峰值速率一般情况下为10Gbit/s，特定条件下能够达到20Gbit/s。
用户体验速率： 用户体验速率是指真实网络环境下用户可获得的最低传输速率， 单位是bit/s。5G首次将用户体验速率作为衡量移动通信网的核心指标。在实际的网络使用中，用户体验 速率 与无线环境、接入设备数、用户位置等因素相关，通常采用95%比例统计方法来进行评估。在不同的应用场景下，5G支持不同的用户体验速率，在广域覆盖场景中希望能达到100Mbit/s，在热点区域中希望能达到1Gbit/s。
延时： 延时可以分为两类：空口延时与端-端延时。其中，空口延时是指移动终端与 基站 之间无线信道传输数据经历的时间；端-端延时是指移动终端之间传输数据经历的时间，其中包含空口延时。延时可以用往返传输时间（RTT）或单向传输时间（OTT）来衡量。5G的空口延时要求低于1ms。
移动性： 移动性是指在满足特定的QoS与无缝移动切换条件下可支持的最大移动 速率 。移动性指标是针对地铁、高铁、高速公路等特殊场景，单位为km/h。在特定的移动场景中，5G允许用户最大的移动速度为500km/h。
流量密度： 流量密度是指单位面积区域内的总流量， 单位是 。流量密度是衡量典型区域覆盖范围内数据传输能力的重要指标，如大型体育场、露天会场等局部热点区域的覆盖需求，具体与 网络拓扑 、用户分布、传输模型等密切相关。5G的流量密度要求达到每平方千米几十Tbps。
连接数密度： 连接数密度是指单位面积上支持的在线设备总和。 在线是指终端正以特定的QoS进行通信，一般可用每平方千米的在线终端个数来衡量连接数密度。5G连接数密度为每平方千米可以支持100万个在线设备。
中国学者将这些关键能力总结为“5G之花”，如图所示，体现了IMT-2020 的5G关键性能和4G的区别。花瓣代表了5G的六大性能指标：峰值 速率 、用户体验速率、端到端 时延 、移动性、流量密度、连接数密度；绿叶代表了5G的三个效率指标： 频谱 效率、 能源效率 、成本效率。
应用场景
根据ITU定义，5G网络将支持更高速率、更低时延和更大连接数密度，能够满足eMBB（en-hanced Mobile Broadband，增强移动宽带）、uRLLC（ultra-Reliable and Low Latency Communication ，超高可靠低时延通信）和mMTC（massive Machine Type Communication，海量机器类通信）三大应用场景。
增强移动宽带
eMBB 集中表现为超高的移动网络传输数据 速率 ，满足未来更多的应用对移动网速的需求。因此，eMBB 是原来移动网络的进一步升级，将是5G 发展初期面向个人消费市场的核心应用场景。
eMBB 应用场景是在现有移动宽带业务场景的基础上，为满足 超高清 视频、全息视频、浸入式游戏、下一代社交网络等移动互联网业务需求，无论在网络边缘、高速移动等恶劣环境还是局部热点地区都能为用户提供无缝的高速业务，如移动高 带宽 数据接入、3D/超高清视频、AR/VR等大流量移动宽带业务。 eMBB 的关键性能指标包括100Mb/s用户体验 速率 ，对于部分热点场景可达1Gb/s，甚至大于10Gb/s的峰值速率，大于10Tb/（s・ ）的流量密度以及500km/h以上的移动速度等，涉及交互类操作的应用还对 时延 敏感。
超高可靠低时延通信
uRLLC主要是应对超高可靠低时延挑战而定义的，其需要时延可控制在1ms之内。
uRLLC应用于对时延高度敏感类型的业务场景，同时要求高可靠性。常见应用包括自动或辅助驾驶、虚拟现实（Virtual Reality，VR）、 增强现实 （Augmented Reality，AR）、触觉互联网、工业控制、远程医疗或手术、 无人机 、无人驾驶等。 如果网络时延较高，uRLLC 类业务的正常运行就会受到影响，并会出现控制方面的误差。自动驾驶、远程手术等实时监测要求毫秒级的 时延 ，工业机器控制、设备加工制造等时延要求为十毫秒级， 可用性 要求接近100%。
海量机器类通信
mMTC主要是应对设备超大连接数量挑战定义的，其指标可达到每平方公里100万连接数，支持上下行最大1Mb/s的峰值 速率 。
mMTC主要面向具有小数据包、低功耗、海量连接（连接密度高）的物联网应用，如 物流管理 、 智慧城市 、旅游管理、 环境监测 、 智慧农业 、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景。 万物互联背景下人们的生活方式和社会形态将发生颠覆性的变化，数据连接覆盖社会生活的方方面面。5G强大的连接能力将促进各垂直行业（智慧城市、智能家居、环境监测等）的深度融合。在大规模机器通信场景中，数据速率较低且 时延 不敏感，终端成本更低，电池寿命更长，真正能实现万物互联。
相关事件
信息安全
5G网络下， 人工智能 提供的应用数量日益增长，同时这些应用也会带来安全风险。比如人工智能钓鱼邮件，黑客可以使用人工智能技术，对用户大量生成有针对性的钓鱼邮件，此外，还可利用对抗生成网络技术，巧妙绕过反钓鱼邮件系统，达到攻击用户的目的。5G网络使得人工智能技术的使用迅速增加，因此人工智能的安全风险也增大，需要我们时刻注意5G与人工智能融合下新增风险的 信息安全 管控。
安全漏洞
2020年， 普渡大学 与 爱荷华大学 的科研人员发现了多个5G安全漏洞，这些漏洞所造成的问题，并非是5G网络所独有的，传统的4G、3G等移动通信网络，也可能受到同样的威胁。例如Handover漏洞，运营商网络Handover机制存在安全问题，攻击者可以利用该漏洞来发起 dos 攻击、 中间人攻击 等攻击活动，影响2\3\4\5G网络安全。 为降低漏洞带来的风险，需推动5G网络的安全标准贯彻工作，并在技术层面防范和修复漏洞，以提升5G网络的整体安全性。同时，应加强对 伪基站 等非法设备的打击，为5G手机和终端设备部署漏洞识别软件，实施安全防护，并提升用户网络安全意识。
辐射危害
5G时代的兴起引发了有关5G信号辐射对人体健康的争论。 人类生活中存在各种辐射，其中一部分来自大自然，一部分是人类自己制造的，主要与电相关。 电磁辐射 分为 电离辐射 和非电离辐射，真正对人体有害的是电离辐射，如 核辐射 、医用仪器、工业仪器和自然 放射源 。5G通信属于非电离辐射，其 基站 的辐射都在安全范围内，例如一个5G宏 基站 的功率是40瓦，距离其10米位置的辐射约为3.18微瓦/平方厘米。 综合来看无法证明5G辐射对人体健康构成危害。
过度炒作
5G技术的推广和应用中存在着过度炒作现象。根据 英国 一家网站的调查，有六分之一的5G用户认为该技术没有兑现承诺，不到一半的人感觉到速度和稳定性的提升，甚至有的用户觉得5G没有用处。此外，5G的网络覆盖也存在很大问题，尤其是在农村地区。 同时5G网络的建设、运营和应用也有着成本高、应用场景有限等问题。 然而，随着5G标准的不断完善，5G技术将会越发成熟，这些问题也会一一解决。而且5G的价值也并不局限于个人消费，而是更多体现在产业、 公共服务 和社会治理等领域。例如，线上急救就是一个利用5G的大 带宽 传输病人诊疗图像的应用，可以帮助医生提前制定治疗方案，为挽救生命赢得时间。
与新冠病毒有关的阴谋论
自2019冠状病毒病大流行开始以来，5G网络会传播新冠病毒的言论在全球扩散，据报在 爱尔兰 、 塞浦路斯 和 比利时 等 欧洲 国家，5G通信 基站 桅杆 被破坏或摧毁，这一问题在 英国 尤为严重，那里数十座基站成为袭击目标，工程师也在工作时遭到虐待。 世界卫生组织 对此进行辟谣，病毒不能通过 无线电 /移动网络传播，新冠病毒在许多尚无5G移动网络的国家传播，感染者通过咳嗽、打喷嚏或说话时溅出的 呼吸道 飞沫传播病毒。人们也可能会在触摸被污染的物体表面后触摸自己的眼睛、嘴巴或鼻子而受到感染。
OPPO与大众5G合作
2025年6月5日，OPPO宣布与 大众集团 签署全球专利许可协议，包含5G在内的蜂窝通信标准必要专利许可予该集团。根据协议，OPPO的蜂窝通信标准必要专利许可予大众全球产品线，助力其增强全球产品线中网联汽车产品的用户体验。此次合作标志着OPPO蜂窝通信标准必要技术的应用已从智能手机扩展至汽车领域。
辽鲁航线海域5G网络建成投运
2024年6月，辽鲁航线海域5G网络建成投运，中国首次实现5G网络海上规模化连续覆盖。截至2026年6月，两年间北海航海保障中心推动5G信号优化升级，覆盖范围扩大30%，日均业务量超3TB。每年为500余万人次架起“信息桥梁”，计划到2026年底实现 渤海 主要客运航线通信覆盖。