4G尚未全面普及，5G時代就要來了？

　　愛立信日前發佈的《移動市場報告》預計，5G技術在2020年正式商用後的1年內，用戶人數將達到1.5億，屆時，南韓、日本、中國和美國將會出現全球首批5G用戶。

　　隨時隨地萬物接入

　　3年前，5G大幕在全球範圍內正式拉開，彼時，無人能清楚描述5G究竟是什麼。而今，經過數年深入研究與商討，5G模樣日漸清晰。“柔性、綠色、極速”，與會專家們近日在“未來5G資訊通信技術”國際研討會上，如是描述。

　　事實上，5G只是一個通俗説法。根據2015年6月ITU（國際電信聯盟）達成的共識，5G技術的正式名稱是：IMT-2020，廣義講是指第五代行動通訊技術，泛指包括無線接入網、核心網及相關支撐系統的完整的技術體系。

　　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預計，未來，5G網路至少有每秒20G的速度，這比之前一些專家預測的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百張照片的傳輸。屆時，通過5G打電話、遠端看球賽、演出等，都有如身臨其境。”國家“863”計劃寬頻網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。“5G將非常智慧。”未來行動通訊論壇資訊安全特別工作組主席顧青舉例，“在5G時代，從室外到室內，用戶無需手動切換，即可無縫、平滑過渡到WIFI狀態。屆時，用戶對移動網路和WIFI網路的感知差異將可能消失”。

　　當然，5G還更加安全、高效和低能耗。“5G是對4G的發展。”歐盟駐中國和蒙古代表團通信網路技術部主任白思禮認為，5G不只擁有更快的網速，還將成為提升大規模數字網路的一項技術，未來能深入普及到移動醫療、智慧家居、工業控制、車聯網、環境監測等物聯網領域。

　　“在1平方公里的範圍內，5G網路將能夠為超過100萬台物聯網設備提供超過每秒100M的平均數據傳輸速度。”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則側重解決人與物、物與物之間的通信。“相較2G、3G、4G行動通訊技術，5G將讓物聯網變得觸手可及。”尤肖虎説。

　　根據未來行動通訊論壇發佈的《5G白皮書》，從資訊交互對象不同的角度劃分，未來5G應用將涵蓋三大類場景：增強移動寬頻（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）和超可靠低時延（eMTC）。其中，eMBB場景是指在現有移動寬頻業務場景的基礎上，對於用戶體驗等性能的進一步提升，主要還是追求人與人之間極致的通信體驗。mMTC和eMTC則是物聯網的應用場景，但各自側重點不同：mMTC主要是人與物之間的資訊交互，eMTC主要體現物與物之間的通信需求。

　　“簡而言之，5G移動網路的願景是實現‘隨時隨地萬物接入’。”業界表示。

　　不是給4G“打補丁”

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

　　以海量機器類通信場景為例，5G網路將提供對海量用戶的支援並保障數以億計的設備安全接入網路，實現“萬物互聯”。在此背景下，盡可能縮短一些特殊應用領域的端到端時延甚為關鍵。

　　“現有行動通訊系統包括4G，在應對諸如車聯網的自動駕駛等技術時，在系統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理余其勝舉例説，以時速120公里行駛的汽車，每秒行駛33.3米，假如網路系統時延100毫秒（考慮通信系統時延和處理時延），則汽車已行進3.3米，可能已經造成不安全的後果。目前，3G網路響應時間為500毫秒，4G的為50毫秒，5G網路響應時間要縮短至1毫秒以下，這對研究者來説是項挑戰。

　　再比如，為滿足2020年後超高流量通信的需求，UDN（超密集組網）將成為5G的一種關鍵技術。通過在UDN中大量裝配無線設備，實現極高的頻率復用，可以令熱點地區（辦公室、地鐵等）系統容量獲得幾百倍的提升。但持續的網路密度提升也帶來干擾、移動性、裝置成本等新挑戰。如何應對這些挑戰，滿足典型場景的應用需求，虛擬小區技術、干擾管理及抑制技術等將是UDN下一步重點攻克的難題。

　　此外，“海量終端接入將會促進大數據技術充分應用，5G網路大數據環境下的隱私保護，以及智慧終端執行環境的可靠性和應用程式來源的可靠性，也都面臨著挑戰。”顧青説。在他看來，低延遲、高可靠、超高密度用戶容量等關鍵技術特性，註定了5G將是一場技術革命，絕不是對4G“貼膏藥”“打補丁”。

　　最快2018年商用

　　實現“隨時隨地萬物接入”這一目標，究竟要採取何種技術路徑？目前，業界尚未達成共識。不過，在5G商用征程上，各國正暗暗較勁。“ITU已完成第五代行動通訊定名、願景及時間表等關鍵內容，並於2015年底啟動了5G標準前研究。”ITU秘書長趙厚麟説，5G技術全球發展已進入技術研發和標準化準備的關鍵時期。

　　此外，歐盟去年也正式公佈了5G的公私合作願景。美國Verizon無線公司也宣佈，將於今年實地測試5G網路。南韓未來創造科學部日前表示，“將爭取實現5G行動通訊全球最早投入商用，並構建起比目前快100至200倍的有線網路”。據悉，南韓計劃在2018年平昌冬奧會上普及5G技術。

　　日本一般社團法人電波産業會的佐藤孝平博士也在5G資訊通信技術研討會上透露，“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5G系統完整的商業化進程”。據報道，日本移動運營商NTT Docomo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了2.5Gbps以上的數據下行速率，足以秒殺光纖。

　　在經歷了1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同行之後，我國也站在了5G研究的第一陣營。前不久，大唐電信集團推出的5G綜合驗證平臺、128通道5G大規模天線樣機及5G車聯網通信設備等引起業界廣泛關注。此前，大唐電信的5G技術標準已被國際標準組織列入標準備案，成為未來5G國際標準備選方案之一。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，可將現有的4G網路頻譜利用率提升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，科技部設立未來行動通訊科技重點專項，目前第一、第二階段目標均已達成。”科技部副部長曹建林介紹，在包括密集網路部署、多天線陣列技術、用戶速率以及發射功率等方面，5G都將比4G有臺階式提升。新一代寬頻無線行動通訊網的科技重大專項也從去年開始部署5G技術和標準研發。

　　“我國將力爭于2020年啟動5G網路商用。”工信部總工程師張峰透露。對於5G的下一步研發和應用，張峰建議，進一步加強國際合作，重點加強在5G標準和頻率上的合作，共同推動形成全球統一的5G標準；充分發揮設備製造企業、運營企業等在國際標準制定和研發中的主力軍作用，發揮高校和科研單位在基礎研究的創新作用，建立有效協同機制，支援5G關鍵核心技術尤其是晶片、關鍵元器件等薄弱環節的研發和産業化，同時積極構建綜合試驗平臺，爭取早日實現商用。