淺談基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的5G 愿景
一、 5G 業(yè)務(wù)需求及主要技術(shù)挑戰(zhàn)
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)市場與業(yè)務(wù)應(yīng)用的迅猛發(fā)展成為推動(dòng) 5G 發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。這迫切要求5G 具有媲美光纖的接入速率、千億設(shè)備的連接能力、享受本地操作的實(shí)時(shí)體驗(yàn)、隨時(shí)隨地的寬帶無線接入能力，促使5G 成為構(gòu)建泛信息化社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

(1)市場與業(yè)務(wù)需求

智能終端、連接數(shù)激增，無線流量20 年呈萬倍增長。智能終端的普及、移動(dòng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，促使移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出爆炸式發(fā)展。而物聯(lián)網(wǎng)面向多種行業(yè)應(yīng)用，呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢。業(yè)務(wù)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)，提升用戶體驗(yàn)成為 5G 技術(shù)挑戰(zhàn)的源動(dòng)力。
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，智能終端顯示、計(jì)算等能力不斷提升，云計(jì)算模式日漸成熟，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新型應(yīng)用成為主流。用戶追求極致的使用體驗(yàn)，要求獲得與光纖相似的接入速率、媲美本地操作的實(shí)時(shí)體驗(yàn)以及隨時(shí)隨地的寬帶接入能力。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，服務(wù)對(duì)象將擴(kuò)展至各行業(yè)用戶，M2M 終端數(shù)量將大幅激增，應(yīng)用無所不在，與行業(yè)應(yīng)用的深入結(jié)合將導(dǎo)致應(yīng)用場景和終端能力呈現(xiàn)巨大的差異。這使得物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)用戶提出了靈活適應(yīng)差異化、支持豐富無線連接能力和海量設(shè)備連接的需求。此外，網(wǎng)絡(luò)與信息安全的保障，低功耗、低輻射，實(shí)現(xiàn)性能價(jià)格比的提升成為所有用戶的訴求。

(2)5G 技術(shù)主要應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)

5G 主要業(yè)務(wù)包括移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。參考 3GPP 業(yè)務(wù)分類，我們對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了分類，并新增了M2M 類業(yè)務(wù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的流類和會(huì)話類業(yè)務(wù)，由于超高清、3D 和浸入式顯示方式的出現(xiàn)，用戶體驗(yàn)速率對(duì)無線技術(shù)形成新的挑戰(zhàn)，例如 8K（3D）的無壓縮視頻傳輸速率可達(dá) 100Gb/s，經(jīng)過百倍壓縮后，也需要1 Gb/s。交互類業(yè)務(wù)也發(fā)展迅猛，如Juniper 公司預(yù)測2018 年增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)用戶達(dá) 2 億戶。對(duì)交互類挑戰(zhàn)最大的是交互的快速響應(yīng)能力，要達(dá)到用戶對(duì)時(shí)延基本無感知的使用體驗(yàn)。傳輸類業(yè)務(wù)在采用云存儲(chǔ)方式之后，大量數(shù)據(jù)需要在無線接口傳送，用戶希望能夠達(dá)到與光纖可類比的接入體驗(yàn)，這無疑對(duì)傳輸速率也提出了挑戰(zhàn)。在消息類業(yè)務(wù)中，OTT 消息類業(yè)務(wù)將逐步成為主導(dǎo)性應(yīng)用，其大量數(shù)據(jù)包頻發(fā)消耗信令資源問題迫切需要解決。物聯(lián)網(wǎng)采集類業(yè)務(wù)以海量連接數(shù)量的激增對(duì)無線技術(shù)形成挑戰(zhàn)，而控制類業(yè)務(wù)中，如車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)控制等時(shí)延敏感業(yè)務(wù)要求時(shí)延低至毫秒量級(jí)，且需要保證高可靠性。

二、面向2020 年的頻譜需求
研究頻譜資源是引領(lǐng)無線移動(dòng)通信持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)恿υ慈�。由于頻譜資源是國際共用、國家支配的稀缺性戰(zhàn)略資源。因此，需要實(shí)現(xiàn)頻譜資源的科學(xué)管理，一方面，要為新的頻譜需求及時(shí)規(guī)劃分配資源，以促進(jìn)相關(guān)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；另一方面，也要對(duì)頻譜需求做出合理估計(jì)，避免超前分配導(dǎo)致的資源浪費(fèi)。面對(duì)未來巨大的移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，業(yè)界考慮從技術(shù)演進(jìn)、頻率分配、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)分流等方面解決網(wǎng)絡(luò)壓力，其中，為 IMT 系統(tǒng)分配新的頻率資源是最直接、最有效的手段之一。現(xiàn)有劃分用于 IMT 系統(tǒng)的頻率或?qū)㈦y以適應(yīng)未來業(yè)務(wù)量急速發(fā)展帶來的頻譜缺口。目前，國際標(biāo)準(zhǔn)組織 ITU 已經(jīng)著手研究為IMT 系統(tǒng)分配新的頻率資源。針對(duì)中國 2020 年面臨的 IMT 系統(tǒng)頻率缺口問題，各相關(guān)機(jī)構(gòu)與部門已開始研究制訂中國中長期的寬帶無線頻率規(guī)劃，并積極參與到國際上關(guān)于劃分新的 IMT 頻率工作當(dāng)中，向 ITU 提交中國在 IMT 頻率需求和合適頻段（SFR）方面的建議。

三、總結(jié)
移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)勁推動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)業(yè)能力快速提升，面向2020 年及未來的5G 時(shí)代正向我們走近，高流量、低時(shí)延、高智能、低能耗的5G 無線技術(shù)及新型網(wǎng)絡(luò)成為技術(shù)研究方向，充足的頻率資源是5G 發(fā)展的基礎(chǔ)，全球統(tǒng)一的頻譜、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)的訴求也是5G 獲得成功的關(guān)鍵。

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