5G技术挑战与未来走向大盘点.doc

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1、5G技术挑战与未来走向大盘点　　在全球业界的大力推动下，第五代移动通信（5G）技术快速发展，当前已进入到概念形成和标准制定工作即将启动的关键阶段。为推动全球5G概念的形成，我国IMT-2020（5G）推进组对5G主要场景、技术需求和关键技术等进行了深入研究，并从中提炼了5G概念和技术路线。在标准化方面，国际电信联盟（ITU）即将完成5G标准前期研究，并明确提出了IMT-2020标准工作计划，国际主流移动通信标准组织3GPP近期也启动了5G相关议题讨论。　　　　5G面临四大场景技术挑战　　面向2020年及未

2、来，移动互联网和物联网将成为5G发展的主要驱动力。5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种场景的多样化业务需求。从对移动互联网和物联网的需求出发，可提炼出5G的四个主要技术场景：连续广域覆盖场景、热点高容量场景、低功耗大连接场景和低时延高可靠场景。其中，前两种场景主要面向移动互联网应用，后两种场景主要面向物联网及垂直行业应用。　　5G面临四大场景的多样化技术挑战。连续广域覆盖场景采用移动通信最基本的覆盖方式，需要随时随地为用户提供100Mbps以上的用户体验速率；热点高容量场景面向局部热点区域，需要满

3、足用户极高的数据传输速率和区域范围内极高的数据流量需求，主要挑战包括1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/平方公里流量密度；低功耗大连接场景主要面向海量的低功耗物联网应用，不仅要求5G网络具备超千亿设备的总连接能力和100万/平方公里的连接数密度要求，还需保证终端的超低功耗和超低成本；低时延高可靠场景主要面向车联网、工业控制等垂直行业的苛刻要求，需要实现毫秒级端到端时延和接近100%的可靠性。　　　　5G创新源自无线和网络　　在无线技术方面，5G将采用大规模天线阵列、超密集组网、新型

4、多址和全频谱接入四大核心关键技术。大规模天线阵列通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流，能够数倍提升系统频谱效率和容量。超密集组网通过增加基站密度，可实现频率复用效率的巨大提升。新型多址通过发送信号在码域/空域/时域/频域的叠加传输，可实现多场景下系统频谱效率和接入能力的显着提升，并可通过免调度传输降低信令开销、时延和终端功耗，潜在技术方案包括SCMA、MUSA、PDMA和NOMA等。全频谱接入能够有效利用各种移动通信频谱来提升传输速率。其中，6GHz以下频段传播特性较好，可作为5G优选频段；6GHz

5、以上频段可作为后续补充频段。此外，FBMC、F-OFDM、全双工、灵活双工、D2D、多元LDPC码、网络编码、极化码等也被认为是潜在的5G无线关键技术。　　　　面对多样化的5G场景，需采用合适的无线技术以满足相应需求。　　——在连续广域覆盖场景，大规模天线阵列能够大幅提升系统频谱效率，提升用户体验速率，是连续广域覆盖场景最主要的使能技术之一，新型多址技术可与大规模天线阵列相结合，进一步提升频谱效率和多用户接入能力。　　——在热点高容量场景，超密集组网能够极大提升单位面积内的频率复用效率，并能够与大规模天线

6、阵列和新型多址相结合，进一步提升系统频谱效率，全频谱接入能够充分利用低频和高频资源，实现更高的传输速率和更大的系统容量。　　——在低功耗大连接场景，新型多址能够成倍提升系统的设备连接能力，并可通过免调度机制降低信令开销和终端功耗；F-OFDM和FBMC可灵活使用碎片频谱，支持窄带和小数据包，并降低功耗与成本；D2D可避免基站与终端间的长距离传输，从而降低功耗和提升传输效率。　　——在低时延高可靠场景，应采用短帧结构和精简的信令流程，并引入新型多址和D2D等技术以减少信令交互和数据中转，还可采用更先进的调制

7、编码和重传机制以提升传输的可靠性。　　　　在网络技术方面，5G将采用“三朵云”的新型网络架构，整个网络将会更加灵活、智能、高效和开放。5G网络将以SDN和NFV作为基础使能技术，网络架构可分为接入云、控制云和转发云三个域。接入云支持多制式无线接入，融合集中式、分布式及Mesh无线接入网架构，适应各种类型的回传链路，实现更灵活的组网部署和更高效的无线资源管理。5G网络控制功能和数据转发功能将解耦，从而形成集中统一的控制云和灵活高效的转发云。控制云实现局部和全局会话控制、移动性管理和服务质量保证，并构建面向业

8、务的网络能力开放接口，从而满足业务的差异化需求，并提升业务的部署效率。转发云基于通用的硬件平台，在控制云的高效控制下，实现海量业务数据的高可靠、低时延、均负载的高效传输。　　5G概念及技术路线　　综合需求与技术趋势，5G概念可由“标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。用户体验速率是业界公认的5G最重要的性能指标，它体现了用户可获得的真实数据速率，是用户感受最密切的性能指标。根据5G主要场景的技术需求，5G标志性能力指标