移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的爆發(fā)式增長，使全球移動(dòng)通信技術(shù)開始向LTE演進(jìn)。不過，用戶對(duì)于移動(dòng)通信帶寬的需求卻永無止境，因此在全球4G網(wǎng)絡(luò)部署方興未艾之時(shí)，5G研究開發(fā)已在全球開啟大幕。例如三星已經(jīng)已經(jīng)開發(fā)出5G技術(shù)，引發(fā)業(yè)界關(guān)注。但5G應(yīng)該如何定義?目前全球通信業(yè)對(duì)于5G的研究取得了哪些進(jìn)展?未來5G的部署又將面臨哪些挑戰(zhàn)?

5G的定義：現(xiàn)有無線技術(shù)演進(jìn)+補(bǔ)充性新技術(shù)

目前，全球只有部分運(yùn)營商完成了向4G LTE的演進(jìn)，此時(shí)5G的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力又來自哪里呢?網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的發(fā)展將帶來移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的激增，預(yù)計(jì)在未來十年中數(shù)據(jù)流量將增加1000倍;與此同時(shí)，互聯(lián)設(shè)備將呈現(xiàn)巨量增長，物聯(lián)網(wǎng)和其他新型創(chuàng)新應(yīng)用的出現(xiàn)將催生數(shù)百億個(gè)互聯(lián)設(shè)備出現(xiàn)，到2020年將有500億的設(shè)備連接，并產(chǎn)生***的多樣性要求和與無線連接性相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景。

此外，由于設(shè)備數(shù)量的增加，應(yīng)用場(chǎng)景的多樣性和需求的多樣性將必然要求下一代移動(dòng)通信技術(shù)具有更多更先進(jìn)的功能性，需要更有效、舒適和安全地接入和共享信息，并通過提高容量、能效、頻譜使用效率等方面來進(jìn)行。上述所有的市場(chǎng)特點(diǎn)和需求，使得面向未來無線通信環(huán)境和需求的5G研究項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。

對(duì)于5G的定義，愛立信全球研究院大師級(jí)研究員，兼歐盟METIS 5G項(xiàng)目總體負(fù)責(zé)人Afif Osseiran博指出，“5G應(yīng)該是通過現(xiàn)有無線技術(shù)演進(jìn)和開發(fā)補(bǔ)充性的新技術(shù)來構(gòu)建長期的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)。”他強(qiáng)調(diào)，“5G將作為用戶享受極限網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的方式，5G不是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也不是幾個(gè)完全新的無線接入技術(shù)，而是采用以體驗(yàn)中心的方式，而不是以往以技術(shù)中心的方式，通過集成多種無線接入技術(shù)提供極限體驗(yàn)來滿足用戶不同的需求。”

5G時(shí)代的移動(dòng)通信會(huì)是什么樣子?Afif Osseiran描繪到，5G時(shí)代移動(dòng)數(shù)據(jù)量將有1000倍的增長，用戶數(shù)據(jù)速率將達(dá)到今天100倍，同一時(shí)刻的設(shè)備互聯(lián)的數(shù)量可達(dá)現(xiàn)在的100倍，而且所有這些都是以低成本和可持續(xù)發(fā)展的方式來完成。

5G目標(biāo)：速率提升百倍 高于10Gbps

目前，5G研究開發(fā)已在全球開啟大幕，歐洲在這方面已經(jīng)先行一步。METIS (構(gòu)建2020年信息社會(huì)的無線移動(dòng)通信領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-Twenty (2020) Information Society)項(xiàng)目，是歐盟大力資助、投資總計(jì)達(dá)2700萬歐元的大型研究項(xiàng)目，旨在通過構(gòu)建下一代移動(dòng)和無線通信系統(tǒng)(5G)的基石，以應(yīng)對(duì)2020年及未來所面臨的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)挑戰(zhàn)。

METIS項(xiàng)目于2012年11月正式啟動(dòng)，***階段計(jì)劃運(yùn)行30個(gè)月。METIS目前由29個(gè)成員組成，其中包括阿朗、愛立信、華為、諾基亞、諾基亞西門子五家設(shè)備廠商，德國電信、DOCOMO、法國電信、意大利電信、西班牙電信五家運(yùn)營商，以及歐洲眾多的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以及寶馬集團(tuán)，還有大約80名專家全職參與METIS的工作。

METIS目前劃分了8個(gè)工作組(WP)，每個(gè)工作組內(nèi)會(huì)劃分成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都有相應(yīng)的技術(shù)研究。其中，WP1由DOCOMO負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于場(chǎng)景、要求與KPI;WP2由華為負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于無線鏈路概念;WP3由阿朗負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于多節(jié)點(diǎn)/多天線傳輸；WP4由諾基亞西門子負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于多無線接入和多層次網(wǎng)絡(luò);WP5由諾基亞負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于頻譜;WP6由愛立信負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能指標(biāo)；WP7由愛立信負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于標(biāo)準(zhǔn)制定與發(fā)布；WP8由愛立信負(fù)責(zé)，主要側(cè)重于項(xiàng)目管理和監(jiān)管。

而METIS所研究的5G技術(shù)將面向未來的五個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景：一是超高速場(chǎng)景，為未來移動(dòng)寬帶用戶提供極速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接入;二是支持大規(guī)模人群，為高人群密度地區(qū)或場(chǎng)合提供高質(zhì)量移動(dòng)寬帶體驗(yàn);三是隨時(shí)隨地***體驗(yàn)，確保用戶在移動(dòng)狀態(tài)仍享有高質(zhì)量服務(wù);四是超可靠的實(shí)時(shí)連接，確保新應(yīng)用和用戶實(shí)例在時(shí)延和可靠性方面符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn);五是無處不在的物物通信，確保高效處理多樣化的大量設(shè)備通信，包括機(jī)器類設(shè)備和傳感器等。

“METIS研究5G的技術(shù)目標(biāo)是使移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長1000倍;典型用戶數(shù)據(jù)速率提升100倍，速率高于10Gbps;聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增加100倍;低功率MMC(機(jī)器型設(shè)備)的電池續(xù)航時(shí)間增加10倍;端到端時(shí)延縮短5倍。在頻段的選擇上，5G可能需要從2GHz-6GHz的頻段中選取2000M的頻譜資源，超高頻段的頻譜可能更加適合于室內(nèi)覆蓋的場(chǎng)景，具體的頻段選擇還需要進(jìn)一步研究。”

5G 2020年或?qū)崿F(xiàn)商用

除了METIS以外，全球范圍內(nèi)的許多組織、運(yùn)營商、設(shè)備商也開展了一些關(guān)于5G的研發(fā)工作。前不久，三星就宣布已***成功開發(fā)了第5代移動(dòng)通信(5G)的核心技術(shù)，這一技術(shù)預(yù)計(jì)將于2020年開始部署。在測(cè)試中，三星5G技術(shù)在28GHz的頻段下的下載速率達(dá)到1Gbps，***傳輸距離可達(dá)2公里，用戶只需要不到一秒鐘的時(shí)間即可下載一部完整的電影。

此外，今年3月，工信部也牽頭成立了MG2020推進(jìn)組，正式啟動(dòng)中國5G標(biāo)準(zhǔn)化研究工作，試圖搶占5G產(chǎn)業(yè)先機(jī)，中國移動(dòng)集團(tuán)也已投入對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)。

雖然眾多組織和企業(yè)都開始啟動(dòng)了5G研發(fā)，但5G在國際上還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，Afif Osseiran表示，“在全球5G技術(shù)確定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)之前，METIS將發(fā)揮重要作用，我們會(huì)促進(jìn)其他主要利益相關(guān)方達(dá)成共識(shí)，在ITU-R以及相關(guān)國家和地區(qū)監(jiān)管機(jī)構(gòu)中發(fā)起和開展相關(guān)工作。

“METIS將為建立下一代(5G)移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)，為未來的移動(dòng)通信和無線技術(shù)在需求、特性和指標(biāo)上達(dá)成共識(shí)，取得在概念、雛形、關(guān)鍵技術(shù)組成上達(dá)成早期全球共識(shí)。”Afif Osseiran說。

2012年到2015年，METIS將探索5G網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)、基本原理和系統(tǒng)概念;2015年到2018年，METIS將進(jìn)行5G系統(tǒng)優(yōu)化/標(biāo)準(zhǔn)化/試驗(yàn)，以及5G基本原理的進(jìn)一步研發(fā)；2018年到2020年，進(jìn)入到實(shí)施階段，使5G進(jìn)入試商用;預(yù)計(jì)2020年以后使5G系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)商用。”