明年進(jìn)程開(kāi)啟 5G之花待放

移動(dòng)通信，十年一代;先有標(biāo)準(zhǔn)，后有設(shè)備。正是移動(dòng)通信的這一規(guī)律，所以當(dāng)4G剛剛開(kāi)始走進(jìn)國(guó)人視線時(shí)，業(yè)界已經(jīng)著手研討5G技術(shù)了。按照推動(dòng)5G發(fā)展的時(shí)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(chǎng)景，探討技術(shù)，研究適用的頻率。2015年，5G進(jìn)程會(huì)正式開(kāi)啟，WRC-15(世界無(wú)線電大會(huì))將對(duì)5G使用頻率進(jìn)行探討。到2017年，第一版5G標(biāo)準(zhǔn)會(huì)初步形成。預(yù)計(jì)2020年，5G開(kāi)始在全球商用部署。

愿景：信息隨心至萬(wàn)物觸手及

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

最近的一輪“腦力激蕩”在北京結(jié)束，來(lái)自歐洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)的5G推進(jìn)組織和企業(yè)在5月29日的“2014IMT-2020(5G)峰會(huì)”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(shí)中國(guó)IMT-2020(5G)推進(jìn)組在會(huì)上發(fā)布了《5G愿景和需求白皮書》。

“‘信息隨心至，萬(wàn)物觸手及’，這是我們對(duì)5G的總體愿景。”中國(guó)移動(dòng)通信研究院副院長(zhǎng)黃宇紅在發(fā)布該書時(shí)說(shuō)，“面向2020年及未來(lái)，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將出現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2010年到2020年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)將超過(guò)200倍，2010年到2030年將增長(zhǎng)近2萬(wàn)倍。中國(guó)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速高于全球平均水平，預(yù)計(jì)2010年到2020年將增長(zhǎng)300倍以上，2010年到2030年增長(zhǎng)將超4萬(wàn)倍。發(fā)達(dá)城市及熱點(diǎn)地區(qū)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增速更快，2010年到2020年上海的增長(zhǎng)率可達(dá)600倍，北京熱點(diǎn)區(qū)域的增長(zhǎng)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(shí)延的使用體驗(yàn)，具備千億設(shè)備的連接能力，同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低。”黃宇紅說(shuō)。

移動(dòng)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(yàn)的新技術(shù)，在加速推高移動(dòng)流量。隨著信息交互方式的進(jìn)一步升級(jí)，為用戶提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清(3D)視頻、移動(dòng)云等更加身臨其境業(yè)務(wù)的趨勢(shì)會(huì)越來(lái)越流行;移動(dòng)醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等將會(huì)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用爆炸式增長(zhǎng)，數(shù)以千億的設(shè)備將接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)真正的“萬(wàn)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(dòng)移動(dòng)通信的發(fā)展，同時(shí)也帶來(lái)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(yàn)速率、連接數(shù)密度和時(shí)延等方面需要更高的性能，同時(shí)還需提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)效率。

“5G典型場(chǎng)景涉及未來(lái)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(chǎng)、露天集會(huì)、地鐵、快速路、高鐵和廣域覆蓋等場(chǎng)景。這些場(chǎng)景具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動(dòng)性等特征，可能對(duì)5G系統(tǒng)形成挑戰(zhàn)。”工信部電信研究院院長(zhǎng)、IMT-2020(5G)推進(jìn)組組長(zhǎng)曹淑敏說(shuō)，“考慮增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清視頻、云存儲(chǔ)、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(chǎng)景未來(lái)可能的用戶分布、各類業(yè)務(wù)占比及對(duì)速率、時(shí)延等的要求，可以得到各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)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(yàn)速率、連接數(shù)密度、端到端時(shí)延、流量密度、移動(dòng)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(yàn)速率，每平方公里1百萬(wàn)的連接數(shù)密度，毫秒級(jí)的端到端時(shí)延，每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度，每小時(shí)500km以上的移動(dòng)性和數(shù)十Gbps的峰值速率。其中，用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度和時(shí)延為5G最基本的3個(gè)性能指標(biāo)。”曹淑敏說(shuō)，“同時(shí)，5G還需要大幅提高網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營(yíng)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(lái)多樣化業(yè)務(wù)與場(chǎng)景需求的能力。其中，花瓣頂點(diǎn)代表了相應(yīng)指標(biāo)的最大值;綠葉代表了3個(gè)效率指標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)5G可持續(xù)發(fā)展的基本保障。”曹淑敏說(shuō)。

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(xiàng)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(xiàng)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(gè)資源分配給多個(gè)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(chǎng)景的技術(shù)解決方案有：超高密度網(wǎng)絡(luò)、低時(shí)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(guó)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(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)，采取更開(kāi)放的推進(jìn)策略，形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，將我國(guó)創(chuàng)新成果納入其中。”工信部科技司副巡視員代曉慧說(shuō)，“在5G推進(jìn)中要加強(qiáng)國(guó)際合作，支持國(guó)內(nèi)企業(yè)積極參與5G研究計(jì)劃，鼓勵(lì)國(guó)外公司與國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展研發(fā)。”

代曉慧表示，5G研發(fā)要以提升用戶體驗(yàn)為目標(biāo)，加強(qiáng)多種技術(shù)的整合研究。除了通過(guò)提高無(wú)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(diǎn)。如通過(guò)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(shí)，搭建更加適合于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)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(diǎn)小基站以及WiFi等多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，為不同場(chǎng)景的用戶提供最好的服務(wù)。