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近日，工業(yè)和信息化部在北京召開了5G技術(shù)研發(fā)試驗啟動會。圖為工作人員在中國信息通信研究院5G創(chuàng)新實驗室內(nèi)工作。（新華社發(fā)）

4G尚未全面普及，5G時代就要來了？

愛立信日前發(fā)布的《移動市場報告》預(yù)計，5G技術(shù)在2020年正式商用后的1年內(nèi)，用戶人數(shù)將達(dá)到1.5億，屆時，韓國、日本、中國和美國將會出現(xiàn)全球首批5G用戶。

隨時隨地萬物接入

3年前，5G大幕在全球范圍內(nèi)正式拉開，彼時，無人能清楚描述5G究竟是什么。而今，經(jīng)過數(shù)年深入研究與商討，5G模樣日漸清晰。“柔性、綠色、極速”，與會專家們近日在“未來5G信息通信技術(shù)”國際研討會上，如是描述。

事實上，5G只是一個通俗說法。根據(jù)2015年6月ITU（國際電信聯(lián)盟）達(dá)成的共識，5G技術(shù)的正式名稱是：IMT-2020，廣義講是指第五代移動通信技術(shù)，泛指包括無線接入網(wǎng)、核心網(wǎng)及相關(guān)支撐系統(tǒng)的完整的技術(shù)體系。

毫無疑問，“無與倫比的快”仍是5G聚焦的議題。目前，4G/LTE的峰值傳輸速率為每秒100M。ITU預(yù)計，未來，5G網(wǎng)絡(luò)至少有每秒20G的速度，這比之前一些專家預(yù)測的10G速度整整快了一倍。“不過，這是指整個信道的傳輸能力，不是單個用戶可以獲得的下載速度。”ITU稱。

即便如此，“一眨眼的工夫，用戶也可成功下載一部高清電影或完成數(shù)百張照片的傳輸。屆時，通過5G打電話、遠(yuǎn)程看球賽、演出等，都有如身臨其境。”國家“863”計劃寬帶網(wǎng)科技專項專家組組長尤肖虎表示。

快，固然重要，但不是唯一目標(biāo)。“5G將非常智能。”未來移動通信論壇信息安全特別工作組主席顧青舉例，“在5G時代，從室外到室內(nèi)，用戶無需手動切換，即可無縫、平滑過渡到WIFI狀態(tài)。屆時，用戶對移動網(wǎng)絡(luò)和WIFI網(wǎng)絡(luò)的感知差異將可能消失”。

當(dāng)然，5G還更加安全、高效和低能耗。“5G是對4G的發(fā)展。”歐盟駐中國和蒙古代表團(tuán)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部主任白思禮認(rèn)為，5G不只擁有更快的網(wǎng)速，還將成為提升大規(guī)模數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的一項技術(shù)，未來能深入普及到移動醫(yī)療、智能家居、工業(yè)控制、車聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。

“在1平方公里的范圍內(nèi)，5G網(wǎng)絡(luò)將能夠為超過100萬臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供超過每秒100M的平均數(shù)據(jù)傳輸速度。”ITU稱。在專家們看來，從1G到4G，解決的主要是人與人之間的通信，5G則側(cè)重解決人與物、物與物之間的通信。“相較2G、3G、4G移動通信技術(shù)，5G將讓物聯(lián)網(wǎng)變得觸手可及。”尤肖虎說。

根據(jù)未來移動通信論壇發(fā)布的《5G白皮書》，從信息交互對象不同的角度劃分，未來5G應(yīng)用將涵蓋三大類場景：增強(qiáng)移動寬帶（eMBB）、海量機(jī)器類通信（mMTC）和超可靠低時延（eMTC）。其中，eMBB場景是指在現(xiàn)有移動寬帶業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上，對于用戶體驗等性能的進(jìn)一步提升，主要還是追求人與人之間極致的通信體驗。mMTC和eMTC則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景，但各自側(cè)重點不同：mMTC主要是人與物之間的信息交互，eMTC主要體現(xiàn)物與物之間的通信需求。

“簡而言之，5G移動網(wǎng)絡(luò)的愿景是實現(xiàn)‘隨時隨地萬物接入’。”業(yè)界表示。

不是給4G“打補(bǔ)丁”

愿景看起來很美，技術(shù)上的挑戰(zhàn)也不言而喻：可滿足未來每個地區(qū)的移動數(shù)據(jù)量增加1000倍的需求；可連接的設(shè)備數(shù)量將增加10到100倍；典型的用戶數(shù)據(jù)速率提升10到100倍；能耗降低10倍；端到端時延<1毫秒；接入無所不在，覆蓋低密度區(qū)域……“以前的移動技術(shù)通常都是經(jīng)過逐步的改進(jìn)來提升性能，很難想象，一種新技術(shù)能夠同時滿足上述所有特性。”是德科技公司稱。

以海量機(jī)器類通信場景為例，5G網(wǎng)絡(luò)將提供對海量用戶的支持并保障數(shù)以億計的設(shè)備安全接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”。在此背景下，盡可能縮短一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的端到端時延甚為關(guān)鍵。

“現(xiàn)有移動通信系統(tǒng)包括4G，在應(yīng)對諸如車聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛等技術(shù)時，在系統(tǒng)時延和連接可靠性上尚存差距。”愛立信（中國）通信有限公司資深無線方案經(jīng)理余其勝舉例說，以時速120公里行駛的汽車，每秒行駛33.3米，假如網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時延100毫秒（考慮通信系統(tǒng)時延和處理時延），則汽車已行進(jìn)3.3米，可能已經(jīng)造成不安全的后果。目前，3G網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間為500毫秒，4G的為50毫秒，5G網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間要縮短至1毫秒以下，這對研究者來說是項挑戰(zhàn)。

再比如，為滿足2020年后超高流量通信的需求，UDN（超密集組網(wǎng)）將成為5G的一種關(guān)鍵技術(shù)。通過在UDN中大量裝配無線設(shè)備，實現(xiàn)極高的頻率復(fù)用，可以令熱點地區(qū)（辦公室、地鐵等）系統(tǒng)容量獲得幾百倍的提升。但持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)密度提升也帶來干擾、移動性、裝置成本等新挑戰(zhàn)。如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，滿足典型場景的應(yīng)用需求，虛擬小區(qū)技術(shù)、干擾管理及抑制技術(shù)等將是UDN下一步重點攻克的難題。

此外，“海量終端接入將會促進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)充分應(yīng)用，5G網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)環(huán)境下的隱私保護(hù)，以及智能終端執(zhí)行環(huán)境的可靠性和應(yīng)用程序來源的可靠性，也都面臨著挑戰(zhàn)。”顧青說。在他看來，低延遲、高可靠、超高密度用戶容量等關(guān)鍵技術(shù)特性，注定了5G將是一場技術(shù)革命，絕不是對4G“貼膏藥”“打補(bǔ)丁”。

最快2018年商用

實現(xiàn)“隨時隨地萬物接入”這一目標(biāo)，究竟要采取何種技術(shù)路徑？目前，業(yè)界尚未達(dá)成共識。不過，在5G商用征程上，各國正暗暗較勁。“ITU已完成第五代移動通信定名、愿景及時間表等關(guān)鍵內(nèi)容，并于2015年底啟動了5G標(biāo)準(zhǔn)前研究。”ITU秘書長趙厚麟說，5G技術(shù)全球發(fā)展已進(jìn)入技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)備的關(guān)鍵時期。

此外，歐盟去年也正式公布了5G的公私合作愿景。美國Verizon無線公司也宣布，將于今年實地測試5G網(wǎng)絡(luò)。韓國未來創(chuàng)造科學(xué)部日前表示，“將爭取實現(xiàn)5G移動通信全球最早投入商用，并構(gòu)建起比目前快100至200倍的有線網(wǎng)絡(luò)”。據(jù)悉，韓國計劃在2018年平昌冬奧會上普及5G技術(shù)。

日本一般社團(tuán)法人電波產(chǎn)業(yè)會的佐藤孝平博士也在5G信息通信技術(shù)研討會上透露，“希望能于2017年啟動一體化的驗證試驗，確保能夠在2020年之前實現(xiàn)5G系統(tǒng)完整的商業(yè)化進(jìn)程”。據(jù)報道，日本移動運(yùn)營商N(yùn)TTDocomo利用28GHz的高頻信號，在一輛以60公里時速行駛的車輛中成功實現(xiàn)了2.5Gbps以上的數(shù)據(jù)下行速率，足以秒殺光纖。

在經(jīng)歷了1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同行之后，我國也站在了5G研究的第一陣營。前不久，大唐電信集團(tuán)推出的5G綜合驗證平臺、128通道5G大規(guī)模天線樣機(jī)及5G車聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備等引起業(yè)界廣泛關(guān)注。此前，大唐電信的5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已被國際標(biāo)準(zhǔn)組織列入標(biāo)準(zhǔn)備案，成為未來5G國際標(biāo)準(zhǔn)備選方案之一。近日，中興通訊宣稱，其Pre5G利用部分已具備商用條件的5G核心技術(shù)，可將現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)頻譜利用率提升4至6倍，4G用戶不用更換終端，即可享受接近5G的接入體驗。

“2013年，科技部設(shè)立未來移動通信科技重點專項，目前第一、第二階段目標(biāo)均已達(dá)成。”科技部副部長曹建林介紹，在包括密集網(wǎng)絡(luò)部署、多天線陣列技術(shù)、用戶速率以及發(fā)射功率等方面，5G都將比4G有臺階式提升。新一代寬帶無線移動通信網(wǎng)的科技重大專項也從去年開始部署5G技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)。

“我國將力爭于2020年啟動5G網(wǎng)絡(luò)商用。”工信部總工程師張峰透露。對于5G的下一步研發(fā)和應(yīng)用，張峰建議，進(jìn)一步加強(qiáng)國際合作，重點加強(qiáng)在5G標(biāo)準(zhǔn)和頻率上的合作，共同推動形成全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)；充分發(fā)揮設(shè)備制造企業(yè)、運(yùn)營企業(yè)等在國際標(biāo)準(zhǔn)制定和研發(fā)中的主力軍作用，發(fā)揮高校和科研單位在基礎(chǔ)研究的創(chuàng)新作用，建立有效協(xié)同機(jī)制，支持5G關(guān)鍵核心技術(shù)尤其是芯片、關(guān)鍵元器件等薄弱環(huán)節(jié)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，同時積極構(gòu)建綜合試驗平臺，爭取早日實現(xiàn)商用。（記者沈慧）

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