從 1986 年的第 1 代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)到 2013 年的第 4 代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，這短短的 26 年間見(jiàn)證了移動(dòng)通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，從大哥大到諾基亞手機(jī)，從 iPhone 的誕生到 Google Glass 的推出，這些設(shè)備 給我們帶來(lái)更好的體驗(yàn)，都在依賴移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的支撐。而 1G、2G、3G 以及現(xiàn)在的 4G 逐漸從簡(jiǎn)單的通話也已經(jīng)轉(zhuǎn)換為 清晰語(yǔ)音、高質(zhì)量圖片視頻傳送技術(shù)發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)也開(kāi)始發(fā)生了轉(zhuǎn)變。而更高網(wǎng)速的 5G 也將誕生，未來(lái)翻天 覆地的移動(dòng)通信將徹底改變我們的生活。

1G/2G/3G/4G/5G 移動(dòng)通信演變進(jìn)程

5G 將采用包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜 接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在內(nèi)的一組關(guān)鍵技術(shù)，以滿足各種場(chǎng)景的差異化需求。根據(jù) IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布《5G 網(wǎng)絡(luò) 架構(gòu)設(shè)計(jì)》白皮書，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，其中，用戶體驗(yàn)速率、連接數(shù)密度和時(shí)延為 5G 最基本的三個(gè)性能指標(biāo)。從移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用場(chǎng) 景、業(yè)務(wù)需求及挑戰(zhàn)出發(fā)，可歸納出連續(xù)廣域覆蓋、熱點(diǎn)高容量、低功耗大連接和低時(shí)延高可靠四個(gè) 5G 主要技術(shù)場(chǎng) 景。 連續(xù)廣域覆蓋和熱點(diǎn)高容量場(chǎng)景主要滿足 2020 年及未來(lái)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，也是傳統(tǒng)的 4G 主要技術(shù)場(chǎng)景。

5G 全面網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)顛覆傳統(tǒng)移 動(dòng)通信業(yè)務(wù)模式，為用戶提供前所未有的使用體驗(yàn)，深刻影響著人們工作生活的方方面面。面向 2020 年及未來(lái)，移 動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將推動(dòng)人類社會(huì)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)云等更加身臨其境的極致業(yè)務(wù)體驗(yàn)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展將帶來(lái)未來(lái)移動(dòng)流量超千倍增長(zhǎng)，推動(dòng)移動(dòng)通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè) 的新 一輪變革。

物聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展了移動(dòng)通信的服務(wù)范圍，從人與人通信延伸到物與物、人與物智能互聯(lián)，使移動(dòng)通信技 術(shù)滲透至更加廣闊的行業(yè) 和領(lǐng)域。面向 2020 年及未來(lái)，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)用爆發(fā)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)， 為移動(dòng)通信帶來(lái)無(wú)限生機(jī)。同時(shí)，海量的設(shè)備連接和多樣化的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也會(huì)給移動(dòng)通信帶來(lái)新的技術(shù)挑戰(zhàn)。

5G 應(yīng)用場(chǎng)景愿景

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 年將增長(zhǎng)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。

預(yù)計(jì)到 2020 年，全球移動(dòng)終端（不含物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）數(shù)量將超過(guò) 100 億，其中中國(guó)將超過(guò) 20 億。全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)也將快速增長(zhǎng)，2020 年將接近全球人口規(guī)模達(dá)到 70 億，其中中國(guó)將接近 15 億。到 2030 年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將接近 1 千億，其中中國(guó)超過(guò) 200 億。在各類終端中， 智能手機(jī)對(duì)流量貢獻(xiàn)最大，物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量雖大但流量占比較低。

2010-2030 年全球和中國(guó)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)趨勢(shì)

目前包括 ITU、IEEE、3GPP 國(guó)際組織積極推進(jìn) 5G 標(biāo)準(zhǔn)落地，預(yù)計(jì) 最快在 2018 年可以看到 5G 標(biāo)準(zhǔn)雛形，2020 年 5G 標(biāo)準(zhǔn)將落地。1）ITU 于 2015 年啟動(dòng) 5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的準(zhǔn)備 工作，首先開(kāi)展 5G 技術(shù)性能需求和評(píng)估方法研究，明確候選技術(shù)的具體性能需求和評(píng)估指標(biāo)，形成提交模板；2017 年 ITU-R 發(fā)出征集 IMT-2020 技術(shù)方案的正式通知及邀請(qǐng)函，并啟動(dòng) 5G 候選技術(shù)征集；2018 年底啟動(dòng) SG 技術(shù)評(píng)估及 標(biāo)準(zhǔn)化；計(jì)劃在 2020 年底形成商用能力。

2）作為 IEEE 3G/4G 準(zhǔn)的制定機(jī)構(gòu)，IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)， 積極推進(jìn)下一代無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 802.11ax）研制，并希望將其整合至 5G 技術(shù)體系 。3）從 2015 年初開(kāi)始， 3GPP 已啟動(dòng) 5G 相關(guān)議題討論，初步確定了 5G 工作時(shí)間表。3GPP 5G 研究預(yù)計(jì)將包含 3 個(gè)版本：R14、R15、R16。 R14 主要開(kāi)展 5G 系統(tǒng)框架和關(guān)鍵技術(shù)研究；R15 作為第一個(gè)版本的 5G 標(biāo)準(zhǔn)，滿足部分 5G 需求，例如 5G 增強(qiáng)移動(dòng) 寬帶業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)；R16 完成全部標(biāo)準(zhǔn)化工作，于 2020 年初向 ITU 提交候選方案。

5G 標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)情況

韓國(guó)、歐盟、日本和美國(guó)都開(kāi)始啟動(dòng) 5G 商用機(jī)會(huì)，在 5G 標(biāo)準(zhǔn)制定中誰(shuí)掌握話語(yǔ)權(quán)，將會(huì)在新一代移動(dòng)通信技術(shù)革命中占據(jù)先機(jī)。其中，韓國(guó)將于 2018 年年初開(kāi)展 5G 預(yù)商用 試驗(yàn)支持平昌冬奧會(huì)，計(jì)劃到 2020 年年底實(shí)現(xiàn) 5G 商用；歐盟 5G PPP 預(yù)計(jì)在 2018 年啟動(dòng) 5G 技術(shù)試驗(yàn)；日本計(jì)劃在 2020 年東京奧運(yùn)會(huì)之前實(shí)現(xiàn) 5G 商用，當(dāng)前 NTT DoCoMo 正在組織 10 多家主流企業(yè)驗(yàn)證 5G 關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行關(guān)鍵技 術(shù)及頻段的篩選；美國(guó)運(yùn)營(yíng)商 Verizon 成立 5G 技術(shù)論壇，并計(jì)劃于 2016 年啟動(dòng) 5G 外場(chǎng)試驗(yàn)。其中，美國(guó)聯(lián)邦通信 委員會(huì)(FCC)針對(duì) 24 GHz 以上頻譜用于無(wú)線寬帶業(yè)務(wù)宣布了新的規(guī)則和法令，美國(guó)成為全球首個(gè)宣布將這些頻譜用于 5G 無(wú)線技術(shù)的國(guó)家：2016 年 7 月 15 日，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）將為 5G 網(wǎng)絡(luò)分配頻率資源。

我國(guó) 5G 試驗(yàn)分為兩步實(shí)施：從 2015 年到 2018 年進(jìn)行技 術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，由中國(guó)信息通信研究院牽頭組織，運(yùn)營(yíng)企業(yè)、設(shè)備企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)共同參與；從 2018 年到 2020 年進(jìn)行 產(chǎn)品研發(fā)試驗(yàn)，由國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)企業(yè)牽頭組織，設(shè)備企業(yè)及科研機(jī)構(gòu)共同參與。中國(guó)這次在 5G 時(shí)代的話語(yǔ)權(quán)有望超越以 往，在 2G 跟隨、3G 突破、4G 引領(lǐng)發(fā)展之后，中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)在 5G 時(shí)代將成為引領(lǐng)者。按計(jì)劃，中國(guó)將力爭(zhēng)在 2020 年實(shí)現(xiàn) 5G 網(wǎng)絡(luò)商用。目前正在工信部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，依托 IMT—2020（5G）推進(jìn)組，開(kāi)展 5G 技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)。