第五代移動通信技術(shù)

1、第五代移動通信技術(shù)（5弓）一概述第五代移動通信技術(shù)（5G）是第四代移動通信技術(shù)（4G）之后未 來的新一代移動通信技術(shù)。雖然5G的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)還沒有明確， 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 5G網(wǎng)絡(luò)強大的帶寬及傳輸速度的支持下，更多的新型移動業(yè)務(wù)將得 以成熟應(yīng)用，移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間也將再度擴展。二技術(shù)方向移動通信經(jīng)歷了從第一代移動通信系統(tǒng)（1G）到第四代移動通信 系統(tǒng)（4G）的發(fā)展。歷代移動通信系統(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：新型信號處理技術(shù)， 如更先進(jìn)的干擾消除信號處理技術(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、實現(xiàn)頻譜共享的認(rèn)知無線電 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) 移動互聯(lián)網(wǎng)3G (2000s) 弟媒體2G (1990s) 話音、短信1

3、G ( 19 甌) 話音移動通信技術(shù)演進(jìn)概覽三發(fā)展現(xiàn)狀近年來，一些國家和地區(qū)已開始5G項目研發(fā)和戰(zhàn)略布局。歐盟 2012年11月宣布啟動名為METIS的項目，旨在推動5G標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一 化，參與項目的成員包括愛立信、阿爾卡特朗訊、諾基亞等通信設(shè) 備廠商，德國電信、意大利電信、法國電信等運營商以及歐洲眾多的 研究機構(gòu)。2014年3月，英國與德國宣布，將加強在56研究上的合 作，并共同推進(jìn)歐洲電信市場一體化。韓國政府于2014年初公布了 以5G發(fā)展總體規(guī)劃為主要內(nèi)容的“未來移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”， 計劃在2020年推出全面的5G商用服務(wù)，并將為此投資1.6萬億韓元 (約合90.3億元人民幣)。國內(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5G領(lǐng)域的主要課題進(jìn)行研究。此外， 我國還通過進(jìn)一步推動“新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)”國家科技重 大專項、啟動“863”計劃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，三星、華為等通信設(shè)備廠商也開始搶占5G產(chǎn)業(yè)先機。三星目前已采用一種毫米波的技術(shù)，通過64個天線組（用于確認(rèn)客 戶端的位置并交換信號），克服了高頻段不利于信號傳播的難題，在 測試中實現(xiàn)了 28GHz頻段下1Gbps的下載速率。華為早在20

5、09年就 開始研發(fā)5G，并分別于2011年和2012年的移動世界大會上展示了 其峰值速率達(dá)50Gbps的5G原型機基站。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，并計劃于2018年開設(shè)全球首 個5G試驗區(qū)，爭取在2020年實現(xiàn)5G的規(guī)模化商業(yè)部署。在移動運營商方面，2014年2月，由中國移動、日本NTT DoCoMo、 美國AT&T、法國電信、沃達(dá)豐等19家運營商組成的下一代移動通信 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（NGMN）宣布發(fā)起針對5G的全球項目，將重點推動5G技術(shù) 研發(fā)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。NGMN還計劃在2014年底前發(fā)布行業(yè)白皮書， 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，盡管各國政府、通信設(shè)備廠商及移動運營商都已經(jīng)積極開 始了針對5G的研究，但業(yè)界對于5G的關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定等問題仍 未形成統(tǒng)一共識。從歷史規(guī)律來看，每一代移動通信技術(shù)從研究、論 證、測試到商用，都需要經(jīng)歷一個漫長的過程，如在GSM部署之后，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織就積極開展了對于WCDMA的研究，而到2001年其才開始商用部署；而LTE從研發(fā)到商用也經(jīng)歷了近10年的時間。項目標(biāo)椎標(biāo)準(zhǔn)制定時間商用時間3C2000 年首農(nóng)口U00年8月韓國一:星實驗網(wǎng) 規(guī)?；ㄑ闣CDMA2000年3月首；200i 年II本IMMI”公司理?；P003年TT-SCDMA2Q0

7、6年W月肯次以008年 規(guī)模化我年4Gl.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年移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定時間與商用時間總體來看，5G目前的發(fā)展尚處于概念性研究階段，未形成ISO、 IEC、ITU等國際標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)正式發(fā)布的實質(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，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

8、發(fā)展的新一代移動通信系統(tǒng)，具有頻譜利用率高 和低功耗的特點，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，其無線覆蓋性能和用戶體驗也將得到顯著提升。同時，5G 將與其他無線移動通信技術(shù)密切結(jié)合，構(gòu)成新一代無所不在的移動信 息網(wǎng)絡(luò)，滿足未來移動互聯(lián)網(wǎng)流量大幅增加的需求，并對經(jīng)濟社會的 發(fā)展產(chǎn)生重要影響。未來的5G技術(shù)將面向五個主要應(yīng)用場景：一是超高速接入，為 移動寬帶用戶提供高速數(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)或場合提供高質(zhì)量移動寬帶體驗；三是隨時隨地的高質(zhì)量 網(wǎng)絡(luò)，確保用戶在移動狀態(tài)仍享有高品質(zhì)的通信服務(wù)；四是超可靠的 實時連接，確保新應(yīng)用和用戶在時延和可靠性方面符

9、合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn);五是無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， 包括機器類設(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)全頻譜通信的實現(xiàn)，屆時，頻譜資源緊缺 的問題將得以緩解。在帶寬容量方面，5G將可提供超級容量的帶寬， 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 新型移動業(yè)務(wù)的成熟應(yīng)用。當(dāng)前，5G作為未來新一代移動通信技術(shù)，逐漸成為各國政府、 通信設(shè)備廠商及運營商關(guān)注的新焦點。歐盟、韓國等政府均對5G技 術(shù)研發(fā)開始進(jìn)行積極引導(dǎo)，三星、華為等設(shè)備廠商以及中國移動等運 營商也已紛紛開展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)界對于5G的關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)制定等問題尚未達(dá)成共識。