第五代移動(dòng)通信技術(shù)

1、第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5弓）一概述第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）是第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）之后未 來(lái)的新一代移動(dòng)通信技術(shù)。雖然5G的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有明確， 但與3G、4G相比，其網(wǎng)絡(luò)傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)容量將大幅提升。在未來(lái) 5G網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的帶寬及傳輸速度的支持下，更多的新型移動(dòng)業(yè)務(wù)將得 以成熟應(yīng)用，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間也將再度擴(kuò)展。二技術(shù)方向移動(dòng)通信經(jīng)歷了從第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）到第四代移動(dòng)通信 系統(tǒng)（4G）的發(fā)展。歷代移動(dòng)通信系統(tǒng)都有其典型的標(biāo)志性技術(shù)，如 1G的模擬蜂窩技術(shù)、2G的時(shí)分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）技 術(shù)、3G的碼分多址（CDMA）技術(shù)、4G的正交頻分復(fù)

2、用（OFDM）和多 入多出（MIMO）技術(shù)。目前5G關(guān)鍵技術(shù)的研究方向主要包括：新型信號(hào)處理技術(shù)， 如更先進(jìn)的干擾消除信號(hào)處理技術(shù)、新型多載波技術(shù)等；超密集網(wǎng) 絡(luò)和協(xié)同無(wú)線通信技術(shù)，如小基站（Small Cell）的優(yōu)化；新型多 天線技術(shù)，如有源天線陣列、三維波束賦形、大規(guī)模天線等；新的 頻譜使用方式，如TDD/FDD的融合使用、實(shí)現(xiàn)頻譜共享的認(rèn)知無(wú)線電 技術(shù)等；高頻段的使用，如6GHz以上高頻段通信技術(shù)等。5C (2020) 數(shù)據(jù)、連接和服務(wù)4G (2010s) 5C (2020) 數(shù)據(jù)、連接和服務(wù)4G (2010s) 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)3G (2000s) 弟媒體2G (1990s) 話(huà)音、短信1

3、G ( 19 甌) 話(huà)音移動(dòng)通信技術(shù)演進(jìn)概覽三發(fā)展現(xiàn)狀近年來(lái)，一些國(guó)家和地區(qū)已開(kāi)始5G項(xiàng)目研發(fā)和戰(zhàn)略布局。歐盟 2012年11月宣布啟動(dòng)名為METIS的項(xiàng)目，旨在推動(dòng)5G標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一 化，參與項(xiàng)目的成員包括愛(ài)立信、阿爾卡特朗訊、諾基亞等通信設(shè) 備廠商，德國(guó)電信、意大利電信、法國(guó)電信等運(yùn)營(yíng)商以及歐洲眾多的 研究機(jī)構(gòu)。2014年3月，英國(guó)與德國(guó)宣布，將加強(qiáng)在56研究上的合 作，并共同推進(jìn)歐洲電信市場(chǎng)一體化。韓國(guó)政府于2014年初公布了 以5G發(fā)展總體規(guī)劃為主要內(nèi)容的“未來(lái)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”， 計(jì)劃在2020年推出全面的5G商用服務(wù)，并將為此投資1.6萬(wàn)億韓元 (約合90.3億元人民幣)。國(guó)內(nèi)方面

4、，2013年2月，由工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、科 技部共同支持成立了 IMT-2020 (5G)推進(jìn)組，工作組下設(shè)技術(shù)組、 需求組、頻譜組和標(biāo)準(zhǔn)化組，對(duì)5G領(lǐng)域的主要課題進(jìn)行研究。此外， 我國(guó)還通過(guò)進(jìn)一步推動(dòng)“新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)”國(guó)家科技重 大專(zhuān)項(xiàng)、啟動(dòng)“863”計(jì)劃5G系統(tǒng)前期研究等多種途徑，全面發(fā)力 5G相關(guān)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，支持5G技術(shù)發(fā)展。與此同時(shí)，三星、華為等通信設(shè)備廠商也開(kāi)始搶占5G產(chǎn)業(yè)先機(jī)。三星目前已采用一種毫米波的技術(shù)，通過(guò)64個(gè)天線組（用于確認(rèn)客 戶(hù)端的位置并交換信號(hào)），克服了高頻段不利于信號(hào)傳播的難題，在 測(cè)試中實(shí)現(xiàn)了 28GHz頻段下1Gbps的下載速率。華為早在20

5、09年就 開(kāi)始研發(fā)5G，并分別于2011年和2012年的移動(dòng)世界大會(huì)上展示了 其峰值速率達(dá)50Gbps的5G原型機(jī)基站。2013年，華為宣布繼續(xù)投 資6億美元用于5G技術(shù)的研究與創(chuàng)新，并計(jì)劃于2018年開(kāi)設(shè)全球首 個(gè)5G試驗(yàn)區(qū)，爭(zhēng)取在2020年實(shí)現(xiàn)5G的規(guī)?；虡I(yè)部署。在移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商方面，2014年2月，由中國(guó)移動(dòng)、日本NTT DoCoMo、 美國(guó)AT&T、法國(guó)電信、沃達(dá)豐等19家運(yùn)營(yíng)商組成的下一代移動(dòng)通信 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（NGMN）宣布發(fā)起針對(duì)5G的全球項(xiàng)目，將重點(diǎn)推動(dòng)5G技術(shù) 研發(fā)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。NGMN還計(jì)劃在2014年底前發(fā)布行業(yè)白皮書(shū)， 闡明5G在技術(shù)和其他生態(tài)系統(tǒng)方面的需求，以支持5G的

6、標(biāo)準(zhǔn)化及 2020年之后的相關(guān)發(fā)展工作。然而，盡管各國(guó)政府、通信設(shè)備廠商及移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)積極開(kāi) 始了針對(duì)5G的研究，但業(yè)界對(duì)于5G的關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定等問(wèn)題仍 未形成統(tǒng)一共識(shí)。從歷史規(guī)律來(lái)看，每一代移動(dòng)通信技術(shù)從研究、論 證、測(cè)試到商用，都需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，如在GSM部署之后，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織就積極開(kāi)展了對(duì)于WCDMA的研究，而到2001年其才開(kāi)始商用部署；而LTE從研發(fā)到商用也經(jīng)歷了近10年的時(shí)間。項(xiàng)目標(biāo)椎標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間商用時(shí)間3C2000 年首農(nóng)口U00年8月韓國(guó)一:星實(shí)驗(yàn)網(wǎng) 規(guī)?；ㄑ闣CDMA2000年3月首；200i 年II本IMMI”公司理模化盤(pán)003年TT-SCDMA2Q0

7、6年W月肯次以008年 規(guī)?；夷?Gl.JK Advanced(LTE FDD 和 ITETDD)2010 年口月 6 H TIHL2012年1月】8 H1 DD；首次痊009年12月14日規(guī)?；?2010年TDD：首次:的12年224 3叔1模1112013年12月WiMAX-Advanced2007年迅月首次曲006年規(guī)模化的1年移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間與商用時(shí)間總體來(lái)看，5G目前的發(fā)展尚處于概念性研究階段，未形成ISO、 IEC、ITU等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)正式發(fā)布的實(shí)質(zhì)性成果，而隨著4G逐漸 進(jìn)入規(guī)模商用，5G作為全球業(yè)界最新關(guān)注的重點(diǎn)，將具有廣闊的發(fā) 展前景。四應(yīng)用前景展望5G是面向未來(lái)

8、發(fā)展的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，具有頻譜利用率高 和低功耗的特點(diǎn)，在傳輸速率和資源利用率等方面較4G系統(tǒng)將有大 幅提升，其無(wú)線覆蓋性能和用戶(hù)體驗(yàn)也將得到顯著提升。同時(shí)，5G 將與其他無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)密切結(jié)合，構(gòu)成新一代無(wú)所不在的移動(dòng)信 息網(wǎng)絡(luò)，滿(mǎn)足未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量大幅增加的需求，并對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的 發(fā)展產(chǎn)生重要影響。未來(lái)的5G技術(shù)將面向五個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景：一是超高速接入，為 移動(dòng)寬帶用戶(hù)提供高速數(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)隨地的高質(zhì)量 網(wǎng)絡(luò)，確保用戶(hù)在移動(dòng)狀態(tài)仍享有高品質(zhì)的通信服務(wù)；四是超可靠的 實(shí)時(shí)連接，確保新應(yīng)用和用戶(hù)在時(shí)延和可靠性方面符

9、合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn);五是無(wú)處不在的物一物通信，確保高效處理多樣化的大量設(shè)備通信， 包括機(jī)器類(lèi)設(shè)備和傳感器等。在頻譜資源方面，5G有望打破現(xiàn)有頻譜資源的制約，將應(yīng)用頻 譜拓展到90GHz頻段并推進(jìn)全頻譜通信的實(shí)現(xiàn)，屆時(shí)，頻譜資源緊缺 的問(wèn)題將得以緩解。在帶寬容量方面，5G將可提供超級(jí)容量的帶寬， 短距離傳輸速率將達(dá)到10Gbps，是目前LTE的100倍。在應(yīng)用方面， 5G在更為強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度支撐下，可構(gòu)成海量連接并促進(jìn)更多 新型移動(dòng)業(yè)務(wù)的成熟應(yīng)用。當(dāng)前，5G作為未來(lái)新一代移動(dòng)通信技術(shù)，逐漸成為各國(guó)政府、 通信設(shè)備廠商及運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的新焦點(diǎn)。歐盟、韓國(guó)等政府均對(duì)5G技 術(shù)研發(fā)開(kāi)始進(jìn)行積極引導(dǎo)，三星、華為等設(shè)備廠商以及中國(guó)移動(dòng)等運(yùn) 營(yíng)商也已紛紛開(kāi)展5G相關(guān)技術(shù)的先期研究工作，但5G的研究尚處于 萌芽期，業(yè)界對(duì)于5G的關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)制定等問(wèn)題尚未達(dá)成共識(shí)。