國家5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及發(fā)展

1、    國家5g網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及發(fā)展    王宇軒摘要 作為4g網(wǎng)絡(luò)的延續(xù)與改革，5g網(wǎng)絡(luò)將引領(lǐng)未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，如何更好地研究與發(fā)展5c網(wǎng)絡(luò)變得至關(guān)重要。本文從5g網(wǎng)絡(luò)研發(fā)現(xiàn)狀出發(fā)，指出其發(fā)展中存在的問題，并探討了我國sg網(wǎng)絡(luò)行業(yè)未來的發(fā)展策略?！娟P(guān)鍵詞】5g網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展策略為加速和引導(dǎo)我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家發(fā)改委于2017年12月印發(fā)的國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的通知，將5g規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用示范工程作為國家新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。此前，美國政府也發(fā)布了關(guān)于5g網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略文件，一場關(guān)于5g網(wǎng)

2、絡(luò)領(lǐng)導(dǎo)地位的爭奪戰(zhàn)正在世界范圍內(nèi)展開。5g網(wǎng)絡(luò)擁有體積小、速度快、功能強(qiáng)大、可靠性高等特點(diǎn)，其發(fā)展完善將使我國通信網(wǎng)絡(luò)朝著更加智能化、廣帶化、泛在化、融合化、綠色節(jié)能化的方向發(fā)展。因此，sg網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的研究對于規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、正確引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展有著重要意義。1 5g網(wǎng)絡(luò)的含義和特征1.1 含義5g網(wǎng)絡(luò)是英文“5th-generation”的縮寫，意指第五代移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。5g網(wǎng)絡(luò)概念的提出代表著人們對于移動通信網(wǎng)絡(luò)更高層次的需求，通過移動通信技術(shù)的不斷革新發(fā)展和更高標(biāo)準(zhǔn)的制定達(dá)到無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個成員的高級別新目標(biāo)。5g網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)意義上的通信網(wǎng)絡(luò)（2g、3g、4g還有wi-fi）均有所不

3、同，它代表了對現(xiàn)有技術(shù)的融合以及新技術(shù)集成接入后的總稱。從另一方面來說，第五代移動網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是一個全面深入的融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而這種融合網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用范圍也更加廣泛，它將使人與人、人與物、物與物更加安全、快捷、高速的鏈接在一起。1.2 特征和上一代4g網(wǎng)絡(luò)相比，5g網(wǎng)絡(luò)相具有速率極高（embb），容量極大（mmtc），時延極低（urllc）三個特征。5g網(wǎng)絡(luò)以4g網(wǎng)絡(luò)良好的技術(shù)架構(gòu)為依托，使用大規(guī)模天線傳輸高頻信號，在低頻段進(jìn)行信息傳輸。相對于4g網(wǎng)絡(luò)最高每秒150mb的傳輸速度，5g網(wǎng)絡(luò)將達(dá)到15gb每秒。5g通信網(wǎng)絡(luò)的大容量的特點(diǎn)將在廣域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，它是物聯(lián)網(wǎng)中各個節(jié)點(diǎn)通信成本變

4、低，使得節(jié)點(diǎn)自身的生存周期得到極大提升。初代技術(shù)lte網(wǎng)絡(luò)有效提升了網(wǎng)絡(luò)速率，并把網(wǎng)絡(luò)時延降低到了looms以下，這給高要求的應(yīng)用（實(shí)時游戲、視頻通信）提供了可能。5g網(wǎng)絡(luò)在這方面有了長足進(jìn)步和提升，達(dá)到了新高度。這將為那些更高精度的工作（智能制造、無線物聯(lián)）提供服務(wù)。2 發(fā)展現(xiàn)狀5g網(wǎng)絡(luò)作為無線網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的重中之重，我國已成立imt-2020推進(jìn)組并針對5g網(wǎng)絡(luò)的候選頻率、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，且在2014年和2016年相繼發(fā)布5g遠(yuǎn)景與需求白皮書5g概念白皮書>。5g網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃期為2013-2020年，分為：基礎(chǔ)研究、標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化三個階段進(jìn)行。我國5g網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以政府為

5、主導(dǎo)，以國家重大科技專項為依托，由imt-2020推進(jìn)組負(fù)責(zé)具體研究推進(jìn)。雖然我國在5g網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方面取得了長足進(jìn)步和開拓性發(fā)展，并于2018年1月16日在北京召開了5g網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)第三階段規(guī)范發(fā)布會，但相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、市場各方面都與5g網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化還有不小差距。近年來世界各國都投入巨額人力物力進(jìn)行5g技術(shù)研究，也都初顯成效。歐盟作為通信技術(shù)的引領(lǐng)者，主要得益于全球規(guī)模最大的研發(fā)計劃-fp。為扶植和推進(jìn)5g網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，歐盟在其最新計劃中設(shè)置了多個面向相關(guān)專項課題;美國雖然沒有一個國家層面上的統(tǒng)一推進(jìn)計劃，但各個企業(yè)、高等院校都積極參與研究，實(shí)力同樣不容小覷。無線通信網(wǎng)業(yè)界一致認(rèn)為“

6、移動互聯(lián)網(wǎng)”與“物聯(lián)網(wǎng)”將成為5g網(wǎng)絡(luò)的支柱產(chǎn)業(yè)。移動通信網(wǎng)絡(luò)己融入我們生活的方方面面，物聯(lián)網(wǎng)也己將世界萬物緊緊連接在一起，其未來發(fā)展對我們乃至整個人類至關(guān)重要。雖然國家高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并將其上升到國家戰(zhàn)略高度，但我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)起步較晚，一些技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，這在一定程度上制約了5g技術(shù)的發(fā)展。3 存在問題我們已經(jīng)可以預(yù)見到5g網(wǎng)絡(luò)將在未來的生活和工作中扮演重要角色，這也使得整個行業(yè)遇到的問題的解決變得刻不容緩。國家必須緊跟時代步伐，牢牢抓住發(fā)展方向和發(fā)展機(jī)遇，并立足國情，大力改革創(chuàng)新，有針對性的搭建實(shí)驗平臺，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，解決關(guān)鍵問題，才能有效保證5g行業(yè)的健康、快速、持續(xù)發(fā)展，

7、從而為我國5g技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。3.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一移動通信行產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)，一個嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范且統(tǒng)一的好標(biāo)準(zhǔn)將給產(chǎn)業(yè)帶來極大的積極影響。sg網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之爭的實(shí)質(zhì)是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)和國家未來發(fā)展方向主導(dǎo)權(quán)之爭，在5g網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定上擁有了話語權(quán)，也就意味著在國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上擁有了主導(dǎo)權(quán)。正如td產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊所言：“未來5g領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)之爭除了取決于技術(shù)和市場的選擇，更是國家利益的博弈?！彪m然統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能避免產(chǎn)業(yè)和市場的分裂，實(shí)現(xiàn)全球資源的共享，但涉及但各國的利益和權(quán)益，各國關(guān)于5g行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之爭從來沒有停止，這給行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一之路帶來了障礙，同時也制約了與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

8、3.2 5g頻譜資源短缺我國作為世界人口基數(shù)第一的國家，通信行業(yè)的快速發(fā)展帶來了使用移動電話的用戶數(shù)量激增。與之相應(yīng)的是：移動數(shù)據(jù)流量增長、海量的設(shè)備接入、層出不窮的新應(yīng)用和場景都需要相應(yīng)數(shù)量的頻譜。根據(jù)權(quán)威預(yù)測我國在達(dá)到5g商業(yè)化所需要的頻譜總需求是1490到1810mhz，而現(xiàn)在還存在著800到1000mhz的缺口，這對我國未來的產(chǎn)業(yè)需求提出了更高的考驗。3.3 5g網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架問題根據(jù)imt-2020發(fā)布的需求白皮書，5g網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足靈活可拓展、智能優(yōu)化、傳輸效率高、設(shè)備接入能力強(qiáng)、低成本等的特點(diǎn)，以滿足未來5g網(wǎng)絡(luò)多樣化需求。未來5g網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)長期的多網(wǎng)共存和相互融合，而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)難以滿足

9、其需要，例如多網(wǎng)共存導(dǎo)致的兼容性問題，這會使得5g網(wǎng)絡(luò)操作復(fù)雜且低效，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的海量性將會使網(wǎng)絡(luò)的移動互聯(lián)、資源協(xié)作、網(wǎng)絡(luò)管理等諸多方面面臨巨大考驗，還有“互聯(lián)網(wǎng)+”這一現(xiàn)象讓移動通信技術(shù)與其他行業(yè)變得密不可分，如電網(wǎng)、制造、醫(yī)療等。這些都對5g網(wǎng)絡(luò)的時延、成本、功耗提出了更高更多樣化要求。4 未來發(fā)展的策略4.1 加大政府對行業(yè)的投入和引導(dǎo)作為國家重點(diǎn)戰(zhàn)略項目，5g網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)和應(yīng)用為提升我國在國際通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)話語權(quán)的提供了巨大良機(jī)。政府應(yīng)該加大對產(chǎn)業(yè)科研人員和科研資金的投入，加快產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展，同時結(jié)合產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)加強(qiáng)在市場中的引導(dǎo)功能，切實(shí)發(fā)揮好政府在市場中的作用，發(fā)揮企業(yè)的自主研判、自我決策能

10、力，并且建立健全相關(guān)制度，為行業(yè)建立一個健康、充滿活力的發(fā)展環(huán)境，為sg網(wǎng)絡(luò)推廣和應(yīng)用打下堅實(shí)基礎(chǔ)，從而創(chuàng)造更高效益。4.2 加大科研投入，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)一個被世界認(rèn)可的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是整個行業(yè)健康發(fā)展的堅實(shí)基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化可以為提升產(chǎn)業(yè)鏈的健壯性和共享全球市場資源提供有力幫助。國家應(yīng)該加大科研人員和資金的投入，加快我國產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究。各國標(biāo)準(zhǔn)制定需要參照的國情環(huán)境、產(chǎn)業(yè)具體情況等都有所不同，所以要想快速建立一個全球認(rèn)可的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)不太現(xiàn)實(shí)。但我們只要抓住定義系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo) kpi（具體表現(xiàn)為傳輸速率、時延、可靠性等8個標(biāo)準(zhǔn)）就能快速推進(jìn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。4.3 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)頻譜監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架優(yōu)化5g網(wǎng)絡(luò)

11、的快速發(fā)展必然帶來用戶基數(shù)進(jìn)一步增加和不計其數(shù)的數(shù)據(jù)流動，帶來的是頻譜資源的匱乏。結(jié)合己占用頻譜和5g用戶多樣化的需求，高低配結(jié)合的使用方式是sg網(wǎng)絡(luò)的必然結(jié)果。為保證匱乏的頻譜資源不再限制行業(yè)發(fā)展，行業(yè)不僅要深度挖掘現(xiàn)有頻率資源，更要發(fā)掘新頻率，同時促進(jìn)新技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)高效安全的多頻率復(fù)用。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以通過網(wǎng)絡(luò)的本地化降低時延、多網(wǎng)融合和多連接增加資源利用率、效率優(yōu)化以降低運(yùn)營成本。5 結(jié)語5g網(wǎng)絡(luò)雖然在近年來發(fā)展較快，但是由于相關(guān)技術(shù)不夠成熟、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)沒有形成，5g網(wǎng)絡(luò)距離商業(yè)化、走進(jìn)普通人的日常生活還有不小一段距離。然而不可否認(rèn)的是，5g網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與成熟將帶了巨大的市場效益和社會效益，對于造福人類，推動社會發(fā)展有著重要作用。所以，相關(guān)科研人員務(wù)必加快研究，對現(xiàn)有問題全面分析，完善技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，國家加強(qiáng)對整個行業(yè)的引導(dǎo)和監(jiān)管作用，從而最終實(shí)現(xiàn)5g網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可持續(xù)健康發(fā)展。參考文獻(xiàn)1孫華.物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展策略探析j.無線