摘要：过去的2015年是5G移动通信技术探索性研究极为活跃的一年。在这一年中，5G关键技术指标需求正逐步趋于明确，基本支撑技术的探索进一步深化，5G系统概念研究开始受到业界的关注。
据了解，在全球范围内，新一轮的竞争已经展开。世界各国和各个国际标准化组织已经看到了发展5G的迫切性，纷纷推出各自的科研支撑计划，并投入了巨大的研发力量。欧盟于2013年启动了面向5G研发的规划，并于去年正式公布了5G的公私合作愿景；日本产业电波学会在2014年底公布了5G白皮书；韩国成立了5G技术论坛，提出2017年试运行5G，2020年开展5G商用进程的目标；同时ITU、3GPPP等主流国际标准组织也已经明确了5G的工作时间表，并且于今年分阶段开始开展5G的国际标准制定或者说准备制定国际标准的工作。
1 多样化而不是一枝独秀
目前，全球已在5G需求与愿景方面的讨论中，超可靠性、超大规模、超高密集度和超无线连接是最重要的关键词，同时在技术路线和网络架构上也已经明确了几个主要的方向，取得较高的共识。
未来，5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求，即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景，也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。
与此同时，5G还将渗透到物联网及各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求，实现真正的“网络触手可及”。
面向不同场景、提供高速便捷通信，5G因此成为颠覆行业和生活的关键技术，这些进一步明确了5G更加突出以用户为中心的网络。5G将解决多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战，不同应用场景面临的性能挑战有所不同，用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数都可能成为不同场景的挑战性指标。
中国移动研究院首席科学家易芝玲提出：“从1G到4G的发展阶段当中，总会有一个独领风骚的技术，这个技术渐渐一家独大，但是在5G的系统当中，不会有一枝独秀的情况了，会有更加多样化的KPI。”
2 技术路线倾向再演进
创新还是演进？5G在总体技术路线方面的选择一直是最大的分歧所在。业界普遍认为，4G演进空口能够在一定程度上满足移动互联网的需求，全新无线空口重点要解决物联网各场景的问题。以演进为主的观点认为，5G高频段、新空口重点解决物联网场景的问题，在低频段主要采用LTE演进技术来满足移动互联网的需求，在低频段不需要新空口。
而以创新为主的观点认为，5G无线技术具有较大的创新空间，低频、高频段采用统一的全新空口技术框架，根据频段、场景进行调整，形成低频和高频两种不同的技术方案，以满足移动互联网、物联网多种场景的技术需求。
因此，在5G无线新空口与4G演进空口的侧重与适用范围以及低频段与高频段的结合问题上，存在较大争议。
现在业界很多观点提出，正如前文所说，5G研究高潮的兴起到量产和投入市场的热潮之间，按照规划的时间点，恐怕只有二三年的时间。根据通信技术发展的现状，在未来几年里出现革命性的空口技术存在很大的挑战挑战，5G技术应是现有技术的新组合，4G LTE就是作为长期演进的技术，因此说5G是4G技术的再演进。
对于支撑5G无线技术的关键技术方面，国内外已经形成了相对共识，例如我国IMT-2020（5G）推进组提出了包括“大规模天线、新型多址、密集组网、全频段技术+全新网络架构”在内的“4+1”的关键技术。
在网络架构方面，5G作为万物互联的开始，业内普遍认为需要基于SDN/NFV的平台技术实现新型网络架构，特别是如何解决物联网等多样化场景的问题，引入SDN/NFV概念的切片式网络来满足不同场景对带宽、时延的要求。
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3 频率加强规划管理
任何一项技术的诞生及发展应该首先考虑有没有充足的无线电频谱资源来支撑发展。频率是5G绕不开的话题，也是决定其成败的关键。
“面对5G提出的美好愿景，更加要统筹考虑覆盖容量、性能及连接的问题，因此在频率的规划和指配上就要进行高低频率的带宽搭配。”工信部无线电管理局频率规划处处长李恒帅在接受采访时表示。
随着5G技术的发展，对频率的使用提出更高的要求。针对5G大流量、高密度的需求，要有300MHz以上的连续频谱作为支持，我国认为最好在4GHz～6GHz频段内寻找到适合的频谱，同时在6GHz以上频段开展频率规划研究工作。
截至目前，我国共为移动通信系统规划了687兆频率用于承载2G、3G、4G网络。“随着5G的发展，将来也会为5G继续规划新的频率。”李恒帅介绍。
他进一步透露，“6GHz以上频段，我们预留了包括22GHz、71GHz、81GHz等频段为后续研究埋下伏笔。”
同时，面对频率日趋紧张、需求不断加大的情况，为了提高频谱使用的效率，在无线电管理中将会引入动态频率共享的机制，对频率进行精细化管理。与此同时，频率市场化的探索和审计评估机制的引入也将逐渐引入，发挥更大价值。
4 形成全球共识
由ITU提出的5G网络已经在全球标准化，将被国际认可。ITU完成5G目标声明的同时表示，下一步将从2016年初开始逐步定义5G的技术性能要求，同时考虑未来各种不同情形和使用情况的需求，然后规定评估纳入候选无线接口技术的评估标准。
在国内，科技部则于2013年设立了未来移动通信科技重点专项，并且组织专家系统规划了中国移动通信技术研发工作，专项工作面向2020年移动通信应用需求，将分三个阶段组织实施，提出5G的愿景，突破网络架构、无线组网、无线传输、新频谱开发与利用等关键技术，为推动国际5G技术和标准研究奠定基础。
曹健林表示，在“863计划”中已经分两期部署启动了5G移动通信与系统先期研究重大项目，累计投入经费2.5亿元，新一代宽带无线移动通信网的科技重大专项也从今年开始部署5G技术和标准研发。
目前，有关国际标准化组织已初步明确2016年正式启动标准的研制，部分国家已经提出5G商用的时间表，中国也提出了力争2020年启动5G网络商用的目标。
随即，5G研究将从概念的研究进入到基本性研究的新阶段。
工信部总工程师张峰指出：“未来，5G应用的场景将从移动互联网扩展到物联网领域，需要全新的网络架构和物件接口同时满足移动互联网和物联网的需求，为解决多样化应用场景提供保障，这既是巨大的技术挑战，同时也孕育着巨大的创新空间。因此要进一步加强国际合作，应重点加强在5G标准和频率上的合作。共同推动形成全球统一的5G标准，在5G通信系统、网络的愿景，以及需求研究、关键技术研发、全球标准化和频谱间隔等领域开展深入的交流，以更加开放的姿态，加强国际合作，努力推动建立5G的全球共识。
参考文献：
[1]中国移动互联网发展报告（2014）. 人民网研究院，2014.
[2]5G愿景与需求白皮书 . IMT-2020（5G）推进组，2014.
[3]韩国5G 技术发展东向 . 产业情报研究所（MIC），2012.
[4]刘健.POTN- 后 LTE 时代的传送网络演进趋势 [J]. 科技风，2014，（14）.
[5]黄海峰.LTE 移动承载面临新挑战 华为推智能 SPTN 方案 [J]. 通信世界，2013，（27）
论文作者:周召辉,吴奇燊,杨寿华
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/18
标签：技术论文; 频段论文; 频率论文; 需求论文; 场景论文; 网络论文; 互联网论文; 《基层建设》2016年30期论文;