以用戶體驗為中心，構(gòu)建創(chuàng)新融合的第五代移動通信（5G）網(wǎng)絡(luò)

 1.【關(guān)于5G】

觀察當(dāng)今ICT行業(yè)的發(fā)展趨勢，除了計算、存儲及網(wǎng)絡(luò)等傳統(tǒng)物理要素在不斷演進(jìn)和融合外，智能終端和移動(Mobile)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展將“人”這一主體引入ICT行業(yè)，使之成為M-ICT。5G將是M-ICT最重要的基礎(chǔ)，其發(fā)展方向以“人的體驗”為中心，在終端、無線、網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)等領(lǐng)域進(jìn)一步融合及創(chuàng)新。同時，5G將為“人”在感知、獲取、參與和控制信息的能力上帶來革命性的影響。5G的服務(wù)對象將由公眾用戶向行業(yè)用戶拓展，5G網(wǎng)絡(luò)將吸收蜂窩網(wǎng)和局域網(wǎng)的優(yōu)秀特性，形成一個更智能、更友好，更廣泛用途的網(wǎng)絡(luò)。5G將滲透到人類生活的方方面面，并與其他成功商用的技術(shù)和諧同存。

2.【5G面臨的挑戰(zhàn)】

5G的研究將從單純提升帶寬轉(zhuǎn)向大幅提升用戶體驗、從滿足個人信息消費應(yīng)用轉(zhuǎn)向滿足萬物互聯(lián)的信息化社會應(yīng)用。因此，5G在技術(shù)發(fā)展上面臨著三大挑戰(zhàn)。

挑戰(zhàn)一：無處不在的服務(wù)

在M-ICT時代，服務(wù)永遠(yuǎn)就在用戶身邊，用戶需要更便捷高效地使用移動辦公、信息分享、社交互動、電子商務(wù)、互聯(lián)金融等移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。5G的研究將從改善用戶體驗著手，圍繞用戶的服務(wù)需求來建立用戶感知模型，進(jìn)而對5G在網(wǎng)絡(luò)容量、帶寬保障、峰值速率、網(wǎng)絡(luò)時延、高精度室內(nèi)定位等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上將有量級的提升。

挑戰(zhàn)二：海量的信息連接

5G網(wǎng)絡(luò)不僅僅建立人與人之間的高速連接，同時也建立“人與物”及“物與物”之間的高速連接。物理世界與數(shù)字世界是以信息為紐帶，通過建立泛在的多用途的高速連接網(wǎng)絡(luò)，5G作為信息化社會的一個綜合基礎(chǔ)設(shè)施，為社會生活和行業(yè)應(yīng)用等提供高效連接，它是一個海量的連接，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有連接總量。這對網(wǎng)絡(luò)能力和穩(wěn)定可靠性帶來巨大挑戰(zhàn)。解決這一挑戰(zhàn)，5G必將把辦公、購物、醫(yī)療、教育、娛樂、交通、社交等各垂直行業(yè)的價值環(huán)節(jié)和生產(chǎn)要素更大規(guī)模地納入移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。在互聯(lián)網(wǎng)上構(gòu)建“物理圖譜”，將物理世界搬至互聯(lián)網(wǎng)，將數(shù)字世界和物理世界合二為一。

挑戰(zhàn)三：綠色節(jié)能

5G的發(fā)展必須在綠色節(jié)能方面要有巨大的提升。M-ICT時代，5G網(wǎng)絡(luò)解決上述“無處不在服務(wù)”和“海量信息連接”挑戰(zhàn)，所構(gòu)建一張龐大的密集的無處不在的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，按照現(xiàn)有通訊技術(shù)，必將帶來巨大的系統(tǒng)能源消耗。另外，終端是人及物與整個網(wǎng)絡(luò)連接的橋梁，也是“用戶體驗”的直接呈現(xiàn)者。5G終端還將匯集各種感知技術(shù)、新媒體技術(shù)、新材料和新娛樂設(shè)施，也將面臨更巨大的功耗挑戰(zhàn)。這就需要通過網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革，各類網(wǎng)元功能和組織結(jié)構(gòu)的重組，進(jìn)而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)和終端的節(jié)能目的。

3.【技術(shù)展望】

5G的研究將專注面向用戶體驗的提升、面向信息化社會的業(yè)務(wù)應(yīng)用和構(gòu)建融合智能化的網(wǎng)絡(luò)。

3.1超大數(shù)據(jù)流量的實現(xiàn)技術(shù)

M-ICT時代，移動智能終端及云應(yīng)用等將催生數(shù)據(jù)流量持續(xù)爆炸性增長，無線網(wǎng)絡(luò)要支持超大數(shù)據(jù)流量，需要在無線鏈路、頻譜使用和組網(wǎng)三個維度開展研究。

3.1.1無線鏈路效率的提升

無線鏈路可以形成突破的方向包括編碼調(diào)制、多址技術(shù)和接收機(jī)領(lǐng)域。在編碼調(diào)制領(lǐng)域重點研究非線性多用戶預(yù)編碼、新型聯(lián)合調(diào)制編碼、網(wǎng)絡(luò)編碼等技術(shù)。在多址技術(shù)領(lǐng)域重點研究非正交多址技術(shù)。在接收機(jī)領(lǐng)域重點研究能夠支持MIMO傳輸?shù)男虏ㄐ魏投虩o線鏈路的全雙工傳輸。以上這些技術(shù)的組合，可以顯著提升無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。

3.1.2頻段的延伸和靈活管理

5G可以通過增加新的工作頻段向用戶提供更高數(shù)據(jù)帶寬?？墒褂玫男骂l段包括3GHz以上，甚至于毫米波的一些頻段。這些頻段具備向室內(nèi)及熱點用戶提供帶寬達(dá)到光纖級的速率能力。在開辟新頻段的基礎(chǔ)上，5G可以引入動態(tài)頻譜智能管理技術(shù)使其工作在非授權(quán)頻段和非主用頻段。

3.1.3密集組網(wǎng)

局部熱點地區(qū)的超大容量需求將是5G必須面對的重要應(yīng)用場景。通過密集組網(wǎng)方式，提升單位空間的帶寬能力。各種新型高速無線局域網(wǎng)接入點和蜂窩小基站共同構(gòu)成立體的超密集的組網(wǎng)方式，形成一張超級帶寬能力網(wǎng)絡(luò)。

將無線資源的管理和調(diào)度功能進(jìn)行云化可以有效實現(xiàn)上述功能，并降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理成本，方便5G及現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一運營.5G在體系架構(gòu)上和移動互聯(lián)網(wǎng)深度結(jié)合，向云化和智能化轉(zhuǎn)變，通過業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)上深度融合最終會為用戶帶來更強(qiáng)的體驗及服務(wù)。

3.2網(wǎng)絡(luò)的云化和智能化

面對數(shù)字流量的巨大變化，5G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將向云化和智能化轉(zhuǎn)變。M-ICT時代要求人與人、人與物、物與物之間無縫聯(lián)通。任何個人、企業(yè)甚至機(jī)器都有可能既是信息服務(wù)的消費者、又是信息服務(wù)的提供者。他們形成全新的關(guān)系型數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)并引發(fā)數(shù)字流量的快速增長，云化和智能化的網(wǎng)絡(luò)能夠應(yīng)對這樣的挑戰(zhàn)。

3.2.1接入網(wǎng)的云化

5G將是一個基于云處理的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)在引入新的無線技術(shù)的同時還要滿足對現(xiàn)存無線制式的接入控制，這就需要建立一種新的控制機(jī)制協(xié)調(diào)各種無線制式之間、頻段之間、小區(qū)之間的無線資源，以顯著提升用戶在各種場景下的數(shù)據(jù)接入能力。將無線資源的管理和調(diào)度功能進(jìn)行云化可以有效實現(xiàn)上述功能，并降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理成本，方便5G及現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一運營.

圖2接入網(wǎng)的云化體系結(jié)構(gòu)

3.2.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)一步扁平

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將根據(jù)M-ICT時代的業(yè)務(wù)特性進(jìn)行扁平化改造，包括利用軟件定義網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化等技術(shù)將垂直的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)為水平的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。另外，5G增強(qiáng)無線接入網(wǎng)功能，簡化網(wǎng)關(guān)功能，降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性。5G網(wǎng)絡(luò)控制面集中化和轉(zhuǎn)發(fā)面通用化易于支持多種業(yè)務(wù)，如增值業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)分析、管道能力開放等。

3.2.3多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合

5G需要考慮將多種接入技術(shù)，包括新型高速無線局域網(wǎng)技術(shù)和短距離連接技術(shù)等，融合到統(tǒng)一的體系架構(gòu)下，重點研究多制式的融合、智能管理和構(gòu)建云化的通用平臺。

3.2.4超低時延的實現(xiàn)

降低用戶響應(yīng)時延是提高用戶體驗的一個重要手段。5G可以在網(wǎng)絡(luò)時延、回傳時延、接入時延和終端時延四方面逐步降低用戶響應(yīng)時延?？梢允褂玫募夹g(shù)和策略包括預(yù)調(diào)度、本地化網(wǎng)關(guān)、本地化緩存、快速解碼、面向業(yè)務(wù)的QoS控制等。

3.3業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)的深度融合

M-ICT時代，移動多媒體業(yè)務(wù)將得到快速發(fā)展。在目前的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)架構(gòu)下，一些大流量的業(yè)務(wù)如“高清、超高清”的移動視頻必將引爆全網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字洪水。5G中這些與用戶體驗直接關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)將不僅僅由云端提供，也可以由網(wǎng)絡(luò)直接提供。因此業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)深度融合技術(shù)能極大提高用戶的體驗，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營成本。

3.4網(wǎng)絡(luò)能力開放

M-ICT時代，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模式將構(gòu)建在一個開放的統(tǒng)一的平臺上。5G網(wǎng)絡(luò)在為用戶提供基礎(chǔ)服務(wù)的同時，可以通過開放自身的接口，使第三方開發(fā)者通過運用和組裝接口產(chǎn)生新的應(yīng)用，為用戶提供更多的業(yè)務(wù)。

將無線資源的管理和調(diào)度功能進(jìn)行云化可以有效實現(xiàn)上述功能，并降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理成本，方便5G及現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一運營.5G在體系架構(gòu)上和移動互聯(lián)網(wǎng)深度結(jié)合，向云化和智能化轉(zhuǎn)變，通過業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)上深度融合最終會為用戶帶來更強(qiáng)的體驗及服務(wù)。

4【合作】

面向M-ICT時代的5G不僅是ICT行業(yè)高度發(fā)展的基礎(chǔ)，也是支撐ICT應(yīng)用向其它行業(yè)高度滲透和融合的基礎(chǔ)。發(fā)展5G前期需要聆聽來自垂直行業(yè)的需求，與垂直行業(yè)建立密切的合作。

5G發(fā)展過程中需要關(guān)注運營商在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)運營和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方面的需求。運營商和設(shè)備商的深度合作是實現(xiàn)“服務(wù)無處不在”和“完美的用戶體驗”目標(biāo)的基礎(chǔ)。

5G發(fā)展所面臨的巨大技術(shù)挑戰(zhàn)，也為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的深度合作敞開了大門和提供了機(jī)會。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織或者論壇，如ITU，NGMN，3GPP，IEEE等，都是開展5G需求匯集、技術(shù)研究和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的重要場所，也是5G國際合作的重要平臺。產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界可以充分利用這些平臺對5G的發(fā)展貢獻(xiàn)各自的力量。

5.【總結(jié)】

5G是M-ICT時代的網(wǎng)絡(luò)根基。5G將以人的體驗為中心，進(jìn)行多種維度的融合創(chuàng)新。5G將為用戶提供“超大容量的帶寬”，為各行各業(yè)提供“海量的連接”，實現(xiàn)“無處不在的服務(wù)”和“完美的體驗”。5G在能力提升的同時，也將降低網(wǎng)絡(luò)和終端對能源的消耗。

5G在體系架構(gòu)上和移動互聯(lián)網(wǎng)深度結(jié)合，向云化和智能化轉(zhuǎn)變，通過業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)上深度融合最終會為用戶帶來更強(qiáng)的體驗及服務(wù)。