捕捉5G的技術(shù)路標細節(jié)

信息和通信技術(shù)（ICT）產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入第四個升級周期，而其中的每一輪技術(shù)升級都獲得了成功；2G 與 3G 的成功以及當下4G 的前景正在促成人們對新的 5G 移動通信系統(tǒng)達成共識。這些移動通信技術(shù)的成功興起推動傳統(tǒng)電話由固定向移動的轉(zhuǎn)變，并且已經(jīng)把互聯(lián)網(wǎng)（Internet）帶入每一個終端用戶的手中。新一代的移動系統(tǒng)讓人感到大不相同。全世界都對5G 的發(fā)展充滿信心，甚至市場宣傳也是不遺余力，雖然5G才剛剛有了路線圖。這與當初申請“4G”來命名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布上描繪這樣一個系統(tǒng)，而它作為“5G”有朝一日會成為一個小的圖標出現(xiàn)在我們的智能手機（或類似的設(shè)備）上。既有的歷史是否能幫助我們預(yù)測這樣的系統(tǒng)究竟會是什么樣子？事實上，2G 是關(guān)于全球的語音通信，3G 提供了語音和數(shù)據(jù)服務(wù)，4G 則是支持語音、數(shù)據(jù)以及各種應(yīng)用。5G會是什么樣子呢？

我們曾經(jīng)見證了移動網(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著數(shù)字化經(jīng)濟的發(fā)展。這一趨勢在5G 時代將進一步擴展，提升用戶體驗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)路標的可靠的翔實細節(jié)已然開始顯現(xiàn)。由人民郵電出版社出版的《5G移動無線通信技術(shù)》一書，詳細講述了5G將會主要在以下3 個方面獲得規(guī)模化應(yīng)用。

首先，我們需要相當傳統(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在系統(tǒng)設(shè)計中采用新的方法，例如大規(guī)模天線、毫米波通信、中繼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)編碼，以及一些更先進的干擾管理和移動性管理技術(shù)等。早期的原型和研究顯示，這些方法是可行的。

這個世界正開始以一種更為互動的方式消費如視頻節(jié)目在內(nèi)的媒體內(nèi)容，而展望以虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）為代表的浸入式體驗帶來巨大的挑戰(zhàn)與前景。這對移動系統(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，而終端用戶同時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撲結(jié)構(gòu)，拓展成為融合的移動核心網(wǎng)，伴隨著以各種形式分散到無線邊緣的存儲和計算能力。

其次，我們毫無懸念地需要在我們試圖連接的物聯(lián)網(wǎng)中使用海量規(guī)模的設(shè)備。5G將會在確保形態(tài)、性狀各異的無數(shù)設(shè)備的通用連接性方面承擔(dān)一個至關(guān)重要的角色。事實上，早前的系統(tǒng)設(shè)計并沒有提供物聯(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)勢的一個絕佳機會。

再次，令人激動的是移動通信技術(shù)必須關(guān)注關(guān)鍵性問題，清楚地表達出究竟需要提升多少往返時延（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)計中的巨大變化是這些得以實現(xiàn)的必要條件。特別是，實現(xiàn)超低的端到端時延的前提是我們需要對無線的空中接口和系統(tǒng)架構(gòu)進行重新設(shè)計。例如針對媒體內(nèi)容交付，設(shè)計者需將計算以及存儲能力的部署盡可能地靠近終端用戶。

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

盡管我們并不完全了解5G 的每一個用例，但對此我們并不擔(dān)心，正如某位首席執(zhí)行官（CEO）最近所指出的：“我們在互聯(lián)網(wǎng)被真正意義上廣泛使用前就開始了3G的開發(fā)，我們在 iPhone手機來到我們身邊之前就開始了4G�！币虼�，這是一個開始5G的完美時刻。