捕捉5G的技術(shù)路標(biāo)細(xì)節(jié)

信息和通信技術(shù)（ICT）產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入第四個(gè)升級(jí)周期，而其中的每一輪技術(shù)升級(jí)都獲得了成功；2G 與 3G 的成功以及當(dāng)下4G 的前景正在促成人們對(duì)新的 5G 移動(dòng)通信系統(tǒng)達(dá)成共識(shí)。這些移動(dòng)通信技術(shù)的成功興起推動(dòng)傳統(tǒng)電話由固定向移動(dòng)的轉(zhuǎn)變，并且已經(jīng)把互聯(lián)網(wǎng)（Internet）帶入每一個(gè)終端用戶(hù)的手中。新一代的移動(dòng)系統(tǒng)讓人感到大不相同。全世界都對(duì)5G 的發(fā)展充滿(mǎn)信心，甚至市場(chǎng)宣傳也是不遺余力，雖然5G才剛剛有了路線圖。這與當(dāng)初申請(qǐng)“4G”來(lái)命名LTE就受阻，直到3GPP版本10（Release 10）才扭轉(zhuǎn)抗拒心態(tài)大相徑庭。

我們現(xiàn)在依然還是在一塊空白的畫(huà)布上描繪這樣一個(gè)系統(tǒng)，而它作為“5G”有朝一日會(huì)成為一個(gè)小的圖標(biāo)出現(xiàn)在我們的智能手機(jī)（或類(lèi)似的設(shè)備）上。既有的歷史是否能幫助我們預(yù)測(cè)這樣的系統(tǒng)究竟會(huì)是什么樣子？事實(shí)上，2G 是關(guān)于全球的語(yǔ)音通信，3G 提供了語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)，4G 則是支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及各種應(yīng)用。5G會(huì)是什么樣子呢？

我們?cè)��?jīng)見(jiàn)證了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)逐漸成為不可或缺的社交基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，深入影響著我們的日常生活并促進(jìn)著數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這一趨勢(shì)在5G 時(shí)代將進(jìn)一步擴(kuò)展，提升用戶(hù)體驗(yàn)并以信息和通信技術(shù)助力工業(yè)生產(chǎn)，而物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）將演變?yōu)樾碌姆妒健?/p>

關(guān)于這一技術(shù)路標(biāo)的可靠的翔實(shí)細(xì)節(jié)已然開(kāi)始顯現(xiàn)。由人民郵電出版社出版的《5G移動(dòng)無(wú)線通信技術(shù)》一書(shū)，詳細(xì)講述了5G將會(huì)主要在以下3 個(gè)方面獲得規(guī)模化應(yīng)用。

首先，我們需要相當(dāng)傳統(tǒng)地在基于LTE的版本10（R10）的4G能力基礎(chǔ)上大規(guī)模提升速率。6GHz 以下的頻譜在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)頻段內(nèi)十分稀缺，而提升頻譜效率變得更為艱難。唯一的出路似乎只有通過(guò)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用新的方法，例如大規(guī)模天線、毫米波通信、中繼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)編碼，以及一些更先進(jìn)的干擾管理和移動(dòng)性管理技術(shù)等。早期的原型和研究顯示，這些方法是可行的。

這個(gè)世界正開(kāi)始以一種更為互動(dòng)的方式消費(fèi)如視頻節(jié)目在內(nèi)的媒體內(nèi)容，而展望以虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）為代表的浸入式體驗(yàn)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)與前景。這對(duì)移動(dòng)系統(tǒng)提出了很高的要求；海量的數(shù)據(jù)要根據(jù)需求提供給用戶(hù)，而終端用戶(hù)同時(shí)也可以成為海量信息的制造者。這些需求不僅僅影響著空中接口的容量，也會(huì)促使傳輸網(wǎng)絡(luò)和云系統(tǒng)的重構(gòu)，以形成更為分散式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓展成為融合的移動(dòng)核心網(wǎng)，伴隨著以各種形式分散到無(wú)線邊緣的存儲(chǔ)和計(jì)算能力。

其次，我們毫無(wú)懸念地需要在我們?cè)噲D連接的物聯(lián)網(wǎng)中使用海量規(guī)模的設(shè)備。5G將會(huì)在確保形態(tài)、性狀各異的無(wú)數(shù)設(shè)備的通用連接性方面承擔(dān)一個(gè)至關(guān)重要的角色。事實(shí)上，早前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)并沒(méi)有提供物聯(lián)網(wǎng)所需的功能，這也許正是5G希望能差異化并獲取優(yōu)勢(shì)的一個(gè)絕佳機(jī)會(huì)。

再次，令人激動(dòng)的是移動(dòng)通信技術(shù)必須關(guān)注關(guān)鍵性問(wèn)題，清楚地表達(dá)出究竟需要提升多少往返時(shí)延（RTT）和系統(tǒng)可靠性。這將有力地支持正在興起的可感知互聯(lián)網(wǎng)（Tactile Internet）、生產(chǎn)與工業(yè)過(guò)程控制、基礎(chǔ)能源、智能交通系統(tǒng)和這些領(lǐng)域所衍生出的其他令人目眩的應(yīng)用。而許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的巨大變化是這些得以實(shí)現(xiàn)的必要條件。特別是，實(shí)現(xiàn)超低的端到端時(shí)延的前提是我們需要對(duì)無(wú)線的空中接口和系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。例如針對(duì)媒體內(nèi)容交付，設(shè)計(jì)者需將計(jì)算以及存儲(chǔ)能力的部署盡可能地靠近終端用戶(hù)。

所有這些方法將經(jīng)歷嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化工作。在第19屆世界頻譜大會(huì)（WRC－19）期間，這些工作及圍繞 IMT－2020，但并不限于已經(jīng)一致認(rèn)可的討論主題將要開(kāi)始。這將確保全球在共有頻段、共有標(biāo)準(zhǔn)以及面向需求、能力和性能的通用框架方面達(dá)成協(xié)同一致。大量的5G 自發(fā)活動(dòng)將吸納眾多關(guān)于5G是什么的不同想法，并已然形成一個(gè)5G概念方面的共識(shí)。盡管3GPP已經(jīng)并將繼續(xù)追蹤有關(guān)機(jī)器類(lèi)通信（MTC，Machine－Type Communications）的需求，眾多的物聯(lián)網(wǎng)細(xì)分市場(chǎng)所導(dǎo)致的需求中的差異性還將繼續(xù)存在，并在未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)中被逐一應(yīng)對(duì)。

盡管我們并不完全了解5G 的每一個(gè)用例，但對(duì)此我們并不擔(dān)心，正如某位首席執(zhí)行官（CEO）最近所指出的：“我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)被真正意義上廣泛使用前就開(kāi)始了3G的開(kāi)發(fā)，我們?cè)?iPhone手機(jī)來(lái)到我們身邊之前就開(kāi)始了4G。”因此，這是一個(gè)開(kāi)始5G的完美時(shí)刻。