产网络学设研计或加将速有重5大G变研革发

本刊记者 | 鲁义轩

经历了3G技术突破、TD-LTE引领发展之后，我国通信业更希望通过积极布局5G的研发在新一轮的技术和产业竞争上获得更高的话语权。

国内4G发牌在即，产学研界对5G的研发也已步入快速道。

今年年初，科技部与工信部、发改委一起共同发起成立了IMT-2020（5G）推进组，并于近期正式启动了国家863计划“第五代移动通信系统研究开发一期”重大项目，大致目标是在2020年前，对5G体系架构、无线组网、无线传输、新型天线与射频以及新频谱开发与利用等关键技术，完成性能评估和原型系统设计，并且进行技术试验与测试，实现业务速率10Gbps，将目前4G系统的频谱效率和功率效率提升10倍。

10月29日，配合863重大项目和IMT-2020（5G）推进组关于5G技术和标准的研究，未来移动通信论坛联合欧盟METIS项目组和中国移动，召开了为期两天以5G技术走向、国际研发进展为主要内容的“未来5G信息通信技术峰会”，会议热烈程度尤其是国际企业的参与超乎主办方想象。显然，国际上对5G合作研究比以往都更为积极，此次会议还得到了日本YRP研究开发推进协会、韩国5G论坛和台湾新世代无线通讯研发联盟等区域性组织的支持。

5G技术愿景

尽管对5G，业界尚未给出一个明确的技术框架，但应对2020年千倍网络流量增长、终端用户可达到10Gbps下载速率，并支持多种接入方式，实现人与物、物与物的零距离沟通，基本上已成为业界的共识。

在5G已成为全球移动通信领域新一轮技术竞争焦点的当下，欧盟已于2012年底启动了针对5G的METIS研究计划，目标是2015年完成对5G发展愿景、需求及关键技术的研究。日本、韩国、英国也相继立项支持5G研发并成立了专门的推进组织。

截至目前，国内5G研究项目的参与单位包括产学研界已经达到55家，同时还吸收了三星、爱立信、诺西、NTTdocomo等国际公司作为研发的合作方。

据悉，2015年，世界无线电大会（WRC’15）也将为5G拟定业务需求和频率资源需求。

产业链企业发布的5G技术愿景中进一步提到，5G将通过两个根本的改变来彻底消灭现有无线网络架构提供服务的技术瓶颈，一个是超大容量管道带来的极致体验，另一个是超海量的连接能力。这意味着从2G向4G逐步演进的移动宽带系统还将迎来重大的变革。

5G时代，终端形式将远比手机更丰富。

比以往更严峻的技术挑战

除了技术变革，业界对5G最大的期待还包括其支持各类终端，并能够提供不同质量要求的服务和应用。

在本次论坛上，包括华为在内的很多设备商都提到，5G一方面是面向以人为主的通信，能够提供超过10Gbps的用户速率来实现实时可视通信和全息多媒体会议，几乎能与使用固定光纤网络媲美，同时，这种虚拟现实的媒体通信要求超大的通信带宽和亚毫秒级的超低时延。

另一方面，5G也是面向以物为主的通信，包括车联网、物联网、新型智能终端、智慧城市等，这些应用对5G网络的设计和性能要求与人和人的通信有很大的不同。例如M2M的消息交换要求非常低的数据速率，对时延不敏感，而工业自动化应用中低时延和高可靠性又是最关键的需求。

不同的物联网应用场景，对网络的性能要求也不然不同，时延要求从1毫秒到数秒不等，每小区在线连接数量从数百到数百万不等，占空忙闲比从0到数天不等，而信令占比也从低于1%到100%不等。

产业链企业对这些多样的需求总结成了三类：吞吐量、时延和连接数。应对这些不同需求，5G网络设计面临着包括更高速率支持虚拟现实等应用、无线网络达到光纤固网的水平并支持移动云服务、小于1毫秒的低时延支持车联网应用、海量连接永久在线、提供网络效率同时大幅降低网络能耗等等现实挑战。为了应对这些挑战，5G研究推进组总结了几大潜在技术，包括复杂密集天线阵列、多址接入、更先进的空口波形、超级基带计算能力等等，并且现有编码调制方式、基站基带与射频架构、无线接入和回传的统一节点设计，以及终端的无线架构都必须进行大的突破，引入全面云化、软件定义的无线接入架构。

这些挑战的攻克和技术的实现，无疑需要产学研联手并付出巨大努力。