4G尚未全面普及，5G时代就要来了？

　　爱立信日前发布的《移动市场报告》预计，5G技术在2020年正式商用后的1年内，用户人数将达到1.5亿，届时，韩国、日本、中国和美国将会出现全球首批5G用户。

　　随时随地万物接入

　　3年前，5G大幕在全球范围内正式拉开，彼时，无人能清楚描述5G究竟是什么。而今，经过数年深入研究与商讨，5G模样日渐清晰。“柔性、绿色、极速”，与会专家们近日在“未来5G信息通信技术”国际研讨会上，如是描述。

　　事实上，5G只是一个通俗说法。根据2015年6月ITU（国际电信联盟）达成的共识，5G技术的正式名称是：IMT-2020，广义讲是指第五代移动通信技术，泛指包括无线接入网、核心网及相关支撑系统的完整的技术体系。

　　毫无疑问，“无与伦比的快”仍是5G聚焦的议题。目前，4G/LTE的峰值传输速率为每秒100M。ITU预计，未来，5G网络至少有每秒20G的速度，这比之前一些专家预测的10G速度整整快了一倍。“不过，这是指整个信道的传输能力，不是单个用户可以获得的下载速度。”ITU称。

　　即便如此，“一眨眼的工夫，用户也可成功下载一部高清电影或完成数百张照片的传输。届时，通过5G打电话、远程看球赛、演出等，都有如身临其境。”国家“863”计划宽带网科技专项专家组组长尤肖虎表示。

　　快，固然重要，但不是唯一目标。“5G将非常智能。”未来移动通信论坛信息安全特别工作组主席顾青举例，“在5G时代，从室外到室内，用户无需手动切换，即可无缝、平滑过渡到WIFI状态。届时，用户对移动网络和WIFI网络的感知差异将可能消失”。

　　当然，5G还更加安全、高效和低能耗。“5G是对4G的发展。”欧盟驻中国和蒙古代表团通信网络技术部主任白思礼认为，5G不只拥有更快的网速，还将成为提升大规模数字网络的一项技术，未来能深入普及到移动医疗、智能家居、工业控制、车联网、环境监测等物联网领域。

　　“在1平方公里的范围内，5G网络将能够为超过100万台物联网设备提供超过每秒100M的平均数据传输速度。”ITU称。在专家们看来，从1G到4G，解决的主要是人与人之间的通信，5G则侧重解决人与物、物与物之间的通信。“相较2G、3G、4G移动通信技术，5G将让物联网变得触手可及。”尤肖虎说。

　　根据未来移动通信论坛发布的《5G白皮书》，从信息交互对象不同的角度划分，未来5G应用将涵盖三大类场景：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延（eMTC）。其中，eMBB场景是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验。mMTC和eMTC则是物联网的应用场景，但各自侧重点不同：mMTC主要是人与物之间的信息交互，eMTC主要体现物与物之间的通信需求。

　　“简而言之，5G移动网络的愿景是实现‘随时随地万物接入’。”业界表示。

　　不是给4G“打补丁”

　　愿景看起来很美，技术上的挑战也不言而喻：可满足未来每个地区的移动数据量增加1000倍的需求；可连接的设备数量将增加10到100倍；典型的用户数据速率提升10到100倍；能耗降低10倍；端到端时延<1毫秒；接入无所不在，覆盖低密度区域……“以前的移动技术通常都是经过逐步的改进来提升性能，很难想象，一种新技术能够同时满足上述所有特性。”是德科技公司称。

　　以海量机器类通信场景为例，5G网络将提供对海量用户的支持并保障数以亿计的设备安全接入网络，实现“万物互联”。在此背景下，尽可能缩短一些特殊应用领域的端到端时延甚为关键。

　　“现有移动通信系统包括4G，在应对诸如车联网的自动驾驶等技术时，在系统时延和连接可靠性上尚存差距。”爱立信（中国）通信有限公司资深无线方案经理余其胜举例说，以时速120公里行驶的汽车，每秒行驶33.3米，假如网络系统时延100毫秒（考虑通信系统时延和处理时延），则汽车已行进3.3米，可能已经造成不安全的后果。目前，3G网络响应时间为500毫秒，4G的为50毫秒，5G网络响应时间要缩短至1毫秒以下，这对研究者来说是项挑战。

　　再比如，为满足2020年后超高流量通信的需求，UDN（超密集组网）将成为5G的一种关键技术。通过在UDN中大量装配无线设备，实现极高的频率复用，可以令热点地区（办公室、地铁等）系统容量获得几百倍的提升。但持续的网络密度提升也带来干扰、移动性、装置成本等新挑战。如何应对这些挑战，满足典型场景的应用需求，虚拟小区技术、干扰管理及抑制技术等将是UDN下一步重点攻克的难题。

　　此外，“海量终端接入将会促进大数据技术充分应用，5G网络大数据环境下的隐私保护，以及智能终端执行环境的可靠性和应用程序来源的可靠性，也都面临着挑战。”顾青说。在他看来，低延迟、高可靠、超高密度用户容量等关键技术特性，注定了5G将是一场技术革命，绝不是对4G“贴膏药”“打补丁”。

　　最快2018年商用

　　实现“随时随地万物接入”这一目标，究竟要采取何种技术路径？目前，业界尚未达成共识。不过，在5G商用征程上，各国正暗暗较劲。“ITU已完成第五代移动通信定名、愿景及时间表等关键内容，并于2015年底启动了5G标准前研究。”ITU秘书长赵厚麟说，5G技术全球发展已进入技术研发和标准化准备的关键时期。

　　此外，欧盟去年也正式公布了5G的公私合作愿景。美国Verizon无线公司也宣布，将于今年实地测试5G网络。韩国未来创造科学部日前表示，“将争取实现5G移动通信全球最早投入商用，并构建起比目前快100至200倍的有线网络”。据悉，韩国计划在2018年平昌冬奥会上普及5G技术。

　　日本一般社团法人电波产业会的佐藤孝平博士也在5G信息通信技术研讨会上透露，“希望能于2017年启动一体化的验证试验，确保能够在2020年之前实现5G系统完整的商业化进程”。据报道，日本移动运营商NTT Docomo利用28GHz的高频信号，在一辆以60公里时速行驶的车辆中成功实现了2.5Gbps以上的数据下行速率，足以秒杀光纤。

　　在经历了1G空白、2G跟随、3G突破、4G同行之后，我国也站在了5G研究的第一阵营。前不久，大唐电信集团推出的5G综合验证平台、128通道5G大规模天线样机及5G车联网通信设备等引起业界广泛关注。此前，大唐电信的5G技术标准已被国际标准组织列入标准备案，成为未来5G国际标准备选方案之一。近日，中兴通讯宣称，其Pre5G利用部分已具备商用条件的5G核心技术，可将现有的4G网络频谱利用率提升4至6倍，4G用户不用更换终端，即可享受接近5G的接入体验。

　　“2013年，科技部设立未来移动通信科技重点专项，目前第一、第二阶段目标均已达成。”科技部副部长曹建林介绍，在包括密集网络部署、多天线阵列技术、用户速率以及发射功率等方面，5G都将比4G有台阶式提升。新一代宽带无线移动通信网的科技重大专项也从去年开始部署5G技术和标准研发。

　　“我国将力争于2020年启动5G网络商用。”工信部总工程师张峰透露。对于5G的下一步研发和应用，张峰建议，进一步加强国际合作，重点加强在5G标准和频率上的合作，共同推动形成全球统一的5G标准；充分发挥设备制造企业、运营企业等在国际标准制定和研发中的主力军作用，发挥高校和科研单位在基础研究的创新作用，建立有效协同机制，支持5G关键核心技术尤其是芯片、关键元器件等薄弱环节的研发和产业化，同时积极构建综合试验平台，争取早日实现商用。