移動通信，十年一代;先有標(biāo)準(zhǔn)，后有設(shè)備。正是移動通信的這一規(guī)律，所以當(dāng)4G剛剛開始走進(jìn)國人視線時，業(yè)界已經(jīng)著手研討5G技術(shù)了。按照推動5G發(fā)展的時間表，2015年之前，全球?qū)?G充分地“腦力激蕩”，確定技術(shù)目標(biāo)和應(yīng)用場景，探討技術(shù)，研究適用的頻率。2015年，5G進(jìn)程會正式開啟，WRC-15(世界無線電大會)將對5G使用頻率進(jìn)行探討。到2017年，第一版5G標(biāo)準(zhǔn)會初步形成。預(yù)計2020年，5G開始在全球商用部署。

愿景：信息隨心至萬物觸手及

5G將提供光纖般的接入速率，接近于零時延的使用體驗，為網(wǎng)絡(luò)帶來超百倍的能效提升。

最近的一輪“腦力激蕩”在北京結(jié)束，來自歐洲、日本、韓國、中國的5G推進(jìn)組織和企業(yè)在5月29日的“2014IMT-2020(5G)峰會”上，共同探討5G要達(dá)到的目標(biāo)、能力以及使用的關(guān)鍵技術(shù)，同時中國IMT-2020(5G)推進(jìn)組在會上發(fā)布了《5G愿景和需求白皮書》。

“‘信息隨心至，萬物觸手及’，這是我們對5G的總體愿景。”中國移動通信研究院副院長黃宇紅在發(fā)布該書時說，“面向2020年及未來，移動數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)爆炸式增長。預(yù)計2010年到2020年全球移動數(shù)據(jù)流量增長將超過200倍，2010年到2030年將增長近2萬倍。中國的移動數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計2010年到2020年將增長300倍以上，2010年到2030年增長將超4萬倍。發(fā)達(dá)城市及熱點地區(qū)的移動數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長率可達(dá)600倍，北京熱點區(qū)域的增長率可達(dá)1000倍。”

“5G將為用戶提供光纖般的接入速率，接近于零時延的使用體驗，具備千億設(shè)備的連接能力，同時為網(wǎng)絡(luò)帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低。”黃宇紅說。

移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用，以及更多提高用戶體驗的新技術(shù)，在加速推高移動流量。隨著信息交互方式的進(jìn)一步升級，為用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、超高清(3D)視頻、移動云等更加身臨其境業(yè)務(wù)的趨勢會越來越流行;移動醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測等將會推動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用爆炸式增長，數(shù)以千億的設(shè)備將接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”，并締造出規(guī)?？涨暗男屡d產(chǎn)業(yè)。這些新技術(shù)、新應(yīng)用在驅(qū)動移動通信的發(fā)展，同時也帶來技術(shù)上的挑戰(zhàn)。

應(yīng)用：5G能力需求進(jìn)一步明確

5G在用戶體驗速率、連接數(shù)密度和時延等方面需要更高的性能，同時還需提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營效率。

“5G典型場景涉及未來人們居住、工作、休閑和交通等區(qū)域，特別是密集住宅區(qū)、辦公室、體育場、露天集會、地鐵、快速路、高鐵和廣域覆蓋等場景。這些場景具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性等特征，可能對5G系統(tǒng)形成挑戰(zhàn)。”工信部電信研究院院長、IMT-2020(5G)推進(jìn)組組長曹淑敏說，“考慮增強(qiáng)現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實、超高清視頻、云存儲、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、OTT消息等5G典型業(yè)務(wù)，并結(jié)合各場景未來可能的用戶分布、各類業(yè)務(wù)占比及對速率、時延等的要求，可以得到各個應(yīng)用場景下的5G性能需求。”

5G關(guān)鍵性能指標(biāo)主要包括用戶體驗速率、連接數(shù)密度、端到端時延、流量密度、移動性和用戶峰值速率。

“5G需要具備比4G更高的性能，支持0.1～1Gbps的用戶體驗速率，每平方公里1百萬的連接數(shù)密度，毫秒級的端到端時延，每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度，每小時500km以上的移動性和數(shù)十Gbps的峰值速率。其中，用戶體驗速率、連接數(shù)密度和時延為5G最基本的3個性能指標(biāo)。”曹淑敏說，“同時，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營效率，相比4G，頻譜效率提升5～15倍，能效和成本效率提升百倍以上。”

“性能需求和效率需求共同定義了5G的關(guān)鍵能力，猶如一株綻放的鮮花。紅花綠葉，相輔相成。花瓣代表了5G的6大性能指標(biāo)，體現(xiàn)了5G滿足未來多樣化業(yè)務(wù)與場景需求的能力。其中，花瓣頂點代表了相應(yīng)指標(biāo)的最大值;綠葉代表了3個效率指標(biāo)，是實現(xiàn)5G可持續(xù)發(fā)展的基本保障。”曹淑敏說。

路徑：關(guān)鍵技術(shù)還在探討

大規(guī)模的MIMO、全雙工技術(shù)、復(fù)雜雙工技術(shù)、編碼與調(diào)制技術(shù)等12項5G關(guān)鍵技術(shù)還在討論中。

5G的關(guān)鍵技術(shù)還在討論中，曹淑敏列出12項技術(shù)，其中傳輸方面的有：大規(guī)模的MIMO(多入多出)，NOMA(非正交多址接入，可將一個資源分配給多個用戶)，全雙工技術(shù)、FBMC(濾波器組多載波系統(tǒng))、復(fù)雜雙工技術(shù)、編碼與調(diào)制技術(shù)。滿足5G典型應(yīng)用場景的技術(shù)解決方案有：超高密度網(wǎng)絡(luò)、低時延和高可靠性解決方案、M2M方案、D2D方案、高頻通信、頻譜復(fù)用等。

我國企業(yè)也在提出自己的5G方案，如華為提出SCMA(Sparse Code Multiple Access)編碼方案，大唐提出PDMA(Pattern Division Multiple Access)技術(shù)。

“5G推進(jìn)工作要以融入國際主流標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，采取更開放的推進(jìn)策略，形成統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，將我國創(chuàng)新成果納入其中。”工信部科技司副巡視員代曉慧說，“在5G推進(jìn)中要加強(qiáng)國際合作，支持國內(nèi)企業(yè)積極參與5G研究計劃，鼓勵國外公司與國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)聯(lián)合開展研發(fā)。”

代曉慧表示，5G研發(fā)要以提升用戶體驗為目標(biāo)，加強(qiáng)多種技術(shù)的整合研究。除了通過提高無線傳輸能力承載更高數(shù)據(jù)速率之外，新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也是研究重點。如通過分布式、扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，消除網(wǎng)絡(luò)的流量瓶頸、延時，搭建更加適合于移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等。另外，5G也是多種網(wǎng)絡(luò)的整合，將宏蜂窩、微蜂窩、熱點小基站以及WiFi等多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，為不同場景的用戶提供最好的服務(wù)。