核心提示：自从4G技术出现之后，全世界的移动数字通讯已经进入到4G时代，并已大规模商用，面向2020年及未来的第五代移动通信技术5G已经成为国际通信领域关注的焦点。移动互联网正在重新塑造产业，用户对于网络的要求是更高速、更便捷、更强大，推动移动通信技术突飞猛进的同时，通信技术体制更新的步伐也越来越紧凑。
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浅谈5G移动通信技术发展现状及未来趋势
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未来5G信息通信技术国际研讨会在京举办
在中国科学技术部、工业和信息化部及国家发展和改革委员会等相关政府部门的共同支持下，未来移动论坛联合中国移动，在863计划国家宽带网科技重点专项总体专家组、863计划网络与通信技术主题专家组、国家863计划5G重大项目专家组、国家科技重大专项电子与信息重大专项监督评估专家组、IMT-2020推进组的支持下，于日在北京召开。
国内外著名专家、主要电信运营商、制造商代表以及来自欧盟、日本、韩国、台湾等国家和地区的5G项目组代表在北京开元名都大酒店汇聚一堂，共同探讨5G技术的未来走向。科技部曹建林副部长、工信部总工张峰、欧盟驻中国和蒙古代表团通信网络内容技术部白思礼主任到会并致辞。国际电联秘书长赵厚麟进行了远程致辞。
一年一度的5G国际研讨会是一个重要的交流平台，由未来移动通信论坛主办，首届于2013年举办，至今已经举办了三届，得到了政府和产业界各方的高度重视。其组织规模之大，演讲嘉宾规格之高，所涉议题之广，吸引了全球5G领域的目光，国际各个著名的5G区域性组织都做出了积极响应，国际知名通信企业、科研机构的参与也非常踊跃，在交流中5G发展框架逐渐明晰，5G关键技术进一步聚焦，对全球范围内形成融合的技术发展路线给予了有益的推动。
2015年，5G技术全球发展亦进入到技术研发和标准化准备的关键时期，ITU（国际电联）已完成第五代移动通信定名、愿景及时间表等关键内容，并于今年启动5G标准前研究。在此背景下，如何推动中国的5G技术研究，如何制定相关发展策略，如何开展广泛的国际合作，如何培育5G时代全球竞合能力，已成为目前政府和产业界正在探索解决的问题。
在2015年未来5G信息通信技术国际研讨会上，来自国家863计划5G重大项目专家组、欧盟5GPPP项目组、日本电波产业会、韩国5G论坛和台湾新世代无线通讯研发联盟的代表对各国的5G发展框架进行了解读。来自中国移动、华为公司、大唐电信、中兴通讯、诺基亚、爱立信、高通、东南大学、电子科技大学、清华大学等国际知名通信企业和研究机构的专家围绕5G需求愿景及标准展望、5G技术愿景、5G关键技术及使能技术、5G业务应用及终端等议题进行了深入的交流与讨论。在本次会议上，未来移动通信论坛发布了第二版5G技术白皮书。包括总体框架白皮书《5G：Rethink Mobile Communications For 2020+ 》和5G技术专题白皮书，集中展现5G领域的最新研究成果。白皮书包括大规模天线、灵活双工、高频通信、多接入、密集组网、5G评估测试技术、5G安全技术七个专题。对移动通信行业未来的研究方向具有很好的指导意义和参考价值。
在本次会议上还进行了Open5G开源社区启动仪式。为支撑国家相关研究计划发展，搭建第五代移动通信（5G）及未来演进系统协同创新平台，团结5G优势创新力量，引领全球5G创新发展方向，打造5G产业生态环境，在未来移动通信论坛的推动下，未来移动通信论坛、WIT CLUB、中移动、中电信、东南大学、清华大学、电子科技大学、西安电子科技大学、北京大学、Intel、华为、中兴、是德、IBM、展讯遵循公开、公平、公正的原则，共同发起成立并参与构建“Open5G开源社区”。“Open5G开源社区”将致力于打造出公正的第三方平台，遵从开放与开源的宗旨，服务于网络、终端、测试和仿真等全域探索，聚焦并开发面向协同创新的软硬件平台,依托社区资源和公共平台，从技术、行业和业务等方面全方位进行技术创新,从高等院校、科研机构与企业的创新活动开始，为5G技术的标准化和产业化研发探索一条“开放”和“开源”的新道路。
5G峰会同期，还召开了移动互联信息安全创新发展研讨会。5G作为未来万物互联的主要手段，是网络空间的重要组成部分，其自底至上、从基础到应用服务的安全如何创新发展不再是转型中的通信领域和信息安全领域各自思考的问题，而是在未来复杂网络环境下需要高度重视和共同研究建设极具意义的重大课题。国家面临如何战略布局和长期缜密的规划，以及信息安全和通信技术如何融合研究发展的问题。此次研讨会旨在针对5G网络新特点，发动移动互联信息安全行业的各方力量，结合未来移动通信论坛安全工作组的工作战略，探索并寻找未来信息安全发展方向。
第五代移动通信系统（以下简称5G）是面向2020年移动通信发展的新一代移动通信系统。5G具有超高的频谱利用率和超低的功耗，在传输速率和资源利用率等方面比4G系统提高10倍，其无线覆盖性能和用户体验也将得到显著的提高。5G将与其它无线移动通信技术密切结合，构成新一代无所不在的移动信息网络，满足未来10年移动互联网流量增加1000倍的发展需求。5G已经成为国内外通信界关注和全球移动通信领域新一轮技术竞争的焦点。欧盟于2012年底启动了面向5G的METIS研究计划，计划于2015年完成对5G发展愿景、需求及关键技术的研究。欧盟、日本、韩国也相继立项支持5G的研究与开发工作，并且成立了。2015年世界无线电大会（WRC’15）将为5G移动发展拟定业务需求和频率资源需求。
我国在经历了2G跟随，3G突破，TD-LTE引领发展之后，已经开始迎接移动通信领域新一轮的技术竞争，积极布局5G系统技术的研发工作。2013年初,科技部与工信部、发改委等部门一起共同发起成立了IMT-2020（5G）推进组，并于2013年正式启动了国家863计划“第五代移动通信系统研究开发一期”重大项目，前瞻性地部署了5G前沿技术研究。在2020年之前，国家863计划5G移动通信研究项目将系统的研究5G系统体系架构、无线组网、无线传输、新型天线与射频以及新频谱开发与利用等关键技术，完成性能评估及原型系统设计，并且进行技术试验与测试。实现支持业务总速率10Gbps，将目前4G系统的频谱效率和功率效率提升10倍。
未来移动通信论坛（FuTURE FORUM）未来移动通信论坛成立于中国4G起步之时，成立以来论坛一直致力于4G技术的研究和交流工作。成员来自国内企业，院校及在华外企，是中国国内极具影响力的国际化合作平台。论坛内部下设多个技术工作组，通过定期工作组会议提供国内外企业技术交流讨论的场合。另外，不定期的组织技术研讨高峰论坛和国际互访交流推进我国移动通信技术研发成果对外宣传，提升国际影响力。
随着4G逐渐步入产业化，随着863计划中5G专项的设立，论坛工作已经转向5G领域的研究。 2013年10月底，论坛在北京举行了首次5G信息通信技术峰会，邀请中日韩、台湾和欧美等地专家和政府部门负责人，对5G愿景、技术发展趋势交换了各自观点。2014年初进一步成立5G特别工作组，组织国内重要企业、科研院校及在华外企就5G研发进行专项突破。工作成果体现在两版5G技术白皮书中。
我国在5G研发的过程中将积极开展国际合作，深度融入到国际发展大环境中，依托“未来移动通信论坛（FuTURE FORUM）”，已经构建起一个卓有成效的5G国际合作与交流平台，组织开展中国与欧洲、北美和东亚之间的国际合作与交流，向国际上推介中国5G研发成果，进一步提升我国5G国际影响力。
编 辑：王洪艳
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未经书面许可，禁止转载、摘编、复制、镜像5G，“超宽带”时代的未来通信
日 09:22:29
中国科学报
&&&&作者：
记者 胡珉琦
　　<font face="仿宋_GB年到2020年全球移动数据流量增长将超过200倍，2010年到2030年将增长近2万倍，未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模。对于通讯网络，人类不会朝着单一追求速度的方向无限地迈进，而是在一个拥有相对极值的阶段保持一定时间的稳定。
5G总体愿景图片来源:IMT-2020(5G)推进组《5G愿景与需求白皮书》
　　当前随着4G在全球规模商用，全球产业界已经将研发重点投向2020年及未来的5G技术研究。近来最引人关注的，莫过于韩国三星公司对外宣布已成功研发出首个基于5G核心技术的移动传输网络，这意味着手机用户有望在不到一秒时间内完成一部高清电影的下载。但对用户而言，恐怕依然存有疑义：4G已经来了，我们真的还需要5G吗？
　　移动数据流量将爆炸式增长
　　与2G时代传递一张照片需要花费几个小时相比，到了4G时代，下载一部高清电影只是几十秒的事，这样的通讯体验，人们似乎已经没有什么可不满足的了。
　　但是，根据预计，2010年到2020年全球移动数据流量增长将超过200倍，2010年到2030年将增长近2万倍；中国的移动数据流量增速高于全球平均水平，预计2010年到2020年将增长300倍以上，2010年到2030年将增长超4万倍。发达城市及热点地区的移动数据流量增速更快，2010年到2020年上海的增长率可达600倍，北京热点区域的增长率可达1000倍。
　　除此之外，未来全球移动通信网络连接的设备总量将达到千亿规模。预计到2020年，全球移动终端（不含物联网设备）数量将超过100亿，其中中国将超过20亿。到2030年，全球物联网设备连接数将接近1000亿，其中中国超过200亿。
　　可以想见的是，4G时代的通信管道很可能被未来十年爆炸式增长的移动数据流量所堵塞。这就不难理解，为什么4G到来没多久，各国已经开始未雨绸缪，投入到紧张的5G技术研发中。
　　北京邮电大学经济管理学院教授、信息经济与竞争力研究中心主任曾剑秋告诉《中国科学报》记者，一般而言，移动通信技术的发展有10年商用一代、10年研发一代的规律。上个世纪90年代推出2G技术、2000年推出3G技术，以及2010年的4G技术。因此，在这个时间节点提出5G，并非空穴来风。
　　据了解，当前全球有多个组织都在关注5G研究，包括主要由移动运营商组成的NGMN、欧盟推出的全球首个大规模国际性5G科研项目METIS以及由中国政府主导的IMT-2020（5G）推进组等。
　　在年初的2014年巴塞罗那世界通信大会（MWC）期间，下一代移动通信网络联盟（NGMN）宣布发起针对5G的全球项目。由19家国际领先运营商首席技术官组成的NGMN董事会已经决定将NGMN的未来工作重点放在定义5G的端到端需求上，同时认为5G的范围将大大超出无线接入层。
　　IMT-2020（5G）推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立，作为5G推进工作的工作沟通平台，目标是组织国内各方力量、并拓展国际合作，以共同讨论5G国际标准发展。最近，IMT-2020（5G）推进组也正式发布了《5G愿景与需求白皮书》。
　　曾剑秋表示，在推进5G技术研发的过程中，中国与韩国、美国、欧洲等几乎处于同一起跑线上。未来几年，5G市场将不可避免地出现激烈的竞争。
　　“超宽带”的高速体验
　　直到目前，恐怕还有许多用户并不清楚究竟什么是4G，何况谈到5G，更可能一头雾水。
　　如果用简单的方法来描述移动通信，主要是两个指标：一个是带宽，容量有多大；一个是速率，传输有多快。而本质上两者的含义没有什么不同。
　　曾剑秋说，如果仅用带宽来解释，3G时代是十兆带宽、4G时代是百兆带宽，而5G时代则是千兆带宽。如果更形象地描述，把移动通信管道比作高速公路，假定3G时代是2个车道，4G时代就是20个车道，5G时代则是200个车道。
　　“对普通用户而言，5G网络相当于无限宽带，想干什么都没问题。”在他看来，尽管这是一个理论极值，用户不可能独享移动通信管道，在实际共享过程中未必能达到，但相对于4G时代，带宽和速率将有质的改变。“我们可以称它为‘超宽带’。”
　　“也许有人会问，照此下去，移动通信是否还会朝着10G甚至100G的方向发展？”曾剑秋表示否定，“人类对于通讯网络的追求并不会朝着单一追求速度的方向无限地迈进。而是在一个拥有相对极值的阶段保持一定时间的稳定。”目前看来，他认为5G时代就将是这样一个阶段。
　　电信企业在描述5G时，不仅仅将5G定义为是更高速率、更大带宽、更强能力的接口技术，还强调是面向业务应用和用户体验的智能网络。
　　“对用户而言，速度就是最简单、直观的体验。”曾剑秋告诉《中国科学报》记者，人们也许有所不知，早在2G时代就已经存在移动互联网了，那时的WAP业务正是提供手机上网服务的。当时业内甚至认为，这将成为一项“杀手级”业务，因为移动办公的实现指日可待了。但是现实是，由于带宽不足，该业务并没有获得成功；同样，3G时代的重要目标就是推出视频业务，比如视频通话，也被称为下一个“杀手级”业务，但也是受制于带宽，并没有真正成熟；4G在此基础上有了很大的提升，但本质上还是向5G发展的过渡阶段。
　　飞象网总裁、通信业知名观察家项立刚也强调，事实上不同阶段移动通信网络技术的目标并没有太大的变化，许多业务应用并非只能在某一阶段才能实现，只是在流畅程度上存在差异，从而在不同阶段影响用户体验。
　　与4G一样，5G也是服务于移动互联网和物联网的，如果有所差别，那就是在具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性等特征的场景下——例如超高清、3D和浸入式视频的流行将会驱动数据速率大幅提升；8K（3D）视频经过百倍压缩之后传输速率仍需要大约1Gbps；增强现实、云桌面、在线游戏等业务，对上下行数据传输速率提出挑战；未来大量的个人和办公数据将会存储在云端，海量实时的数据交互也需要超高的传输速率，并且会在热点区域对移动通信网络造成流量压力，5G可以不受约束地实现这些应用服务。
　　韩国未来创造科学部曾提出，未来5G的五大核心服务将是未来社会网络服务、移动立体视频、智能服务、超高速服务、超高清和全息图。
　　曾剑秋表示，在可预计的未来，移动物联网应用将真正出现井喷式的发展。
　　不过，项立刚也不止一次指出，虽然在移动互联网+物联网的发展模式下，网速是一切应用的基础，但是如何将通讯网络与大数据、智能感应融合到一起，实现真正的移动、智慧生活，并不是单靠移动通讯网络的建设就能完成的。“速度不是唯一的，对于移动通讯网络，无论是消费者还是市场都应该抱有更为理性的期待。”
　　5G时代的融合组网
　　既然4G是向5G发展的过渡阶段，国内三大电信运营商在4G基站中的巨额投入是否值得，这是否是一种浪费？
　　曾剑秋的观点是，从第一代移动通讯到第二代移动通讯，然后到第三代移动通讯，到第四代移动通讯，再到第五代移动通讯，这是一个平滑演进的过程，不能逾越。而且从第二代移动通讯开始使用的数字技术具有后向兼容性，也就是说，在5G时代，4G、3G、2G都可以向下兼容同时并存。
　　事实上，即使在5G时代，从信息速率来看，既需要支持3D全息实时会议这类大带宽业务，也需要支持几十个小时甚至更长时间才突发一些小数据包的抄表业务；从延迟来看，既需要支持延迟要求5ms以下的即时控制类业务，也需要支持对延迟不敏感的背景下载业务；从移动速度来看，既需要支持高铁甚至航空器的高速和超高速场景，也需要支持静止和低速的场景。因此，不同的移动通讯技术仍可以在合适自己的领域发挥作用。
　　同时，在可以预见的未来，通讯终端也将会支持5～10个甚至更多不同的无线通信技术，包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、GSM、WCDMA、WiFi、红外、蓝牙、FM等。
　　“5G时代移动通讯的一大特点是网络融合，运营商并不是孤立建网，而是提供一个融合网络的通讯平台。”曾剑秋说，如果能从这个角度理解未来通信，人们也就不必纠结于究竟是选择TD还是FDD了。
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