中國5G（第五代移動通信）的研究進展如何？

現在國際上的5G進展較快，中國5G（第五代移動通信）的研究進展如何？

1、國家戰略層面非常重視5G

我國信息化建設及兩化深度融合工作正在日益推進。2015年，國務院出台《「互聯網+」行動指導意見》以及《中國製造2025》兩個重要文件，以高速寬頻網路建設為抓手、提升信息基礎設施支撐水平成為了科技部、發改委、工信部等政府部門的重點推進工作。

而認真貫徹「寬頻中國」戰略，加大5G研發力度，加快5G標準推進的步伐，是其中重要的工作內容。我國在近兩年來投資上億科研經費，用於5G研發工作。

近日，中國共產黨十八屆五中全會通過了《關於制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》，明確提出要「加快 構建高速、移動、安全、泛在的新一代信息基礎設施」，要實施網路強國戰略和國家大數據戰略，這對中國寬頻發展提出了新的、更高的要求。5G是新一代寬頻移 動通信發展的主要方向，隨著4G/LTE進入規模商用，以及移動互聯網和物聯網的快速發展，全球產業界已將研發重點轉向5G。

從國際發展態勢來看，2015年，5G技術全球發展亦進入到技術研發和標準化準備的關鍵時期，ITU（國際電聯）已完成第五代移動通信定名、願景及時間表等關鍵內容，並於今年啟動5G標準前研究。

在此背景下，如何推動中國的5G技術研究？如何制定相關發展策略？如何開展廣泛的國際合作？如何培育5G時代全球競合能力？已成為目前政府和產業界正在探索解決的問題。

下一步，國內5G的發展方向是：進一步加強國際合作，推動形成全球統一標準；進一步加大研發力度，突破技術及產業薄弱環節；進一步推動融合創新，積極探索新技術、新產業、新業態、新模式。

2、中國移動在5G研發方面取得又一重大進展

2015年11月10日，在國際電信聯盟無線電通信局IMT-2020 5G（第五代移動通信）焦點組會議上，中國移動主導的《ITU 5G網路標準技術指導建議書》編製完成，成為ITU 5G標準制定的重要依據和指導。

該建議書基於對5G網路架構、網路軟化等關鍵技術的研究，對國際組織的5G標準情況進行了對比分析。

中國移動作為5G焦點組副主席，主導該建議書制定，並推動ITU與3GPP、GSMA、OPNFV等國際組織合作。

同時，中國移動提出的5G網路切片管理與編排、5G網路能力開放等技術成功寫入建議書，在3GPP、ITU-T等國際組織的5G標準布局具有重要意義。

3、我國與全球同步推進5G研發

1）率先成立5G推進組，全面推進5G研發

2013年2月，中國工業和信息化部聯合國家發展和改革委員會和科學技術部先於其它國家成立了IMT-2020（5G）推進組（以下簡稱推進組），其組織架構基於原IMT-Advanced推進組。

作為5G推進工作的平台，推進組旨在推動國內自主研發的5G技術成為國際標準，並首次提出了我國要在5G標準制定中起到引領作用的宏偉目標。

當前，推進組集中國內主要力量，推動5G策略、需求、技術、頻譜、標準、知識產權研究及國際合作，成員包括中國主要的運營商、製造商、高校和研究機構等國內產學研用單位50多家。

目前，推進組各項研究工作均已全面深入展開，並在5G需求、技術和頻譜等方面取得了重要研究進展。

2）布局5G重大項目，支撐國內技術創新

在國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家科技重大專項以及國家自然科學基金等重大項目上，我國在近兩年來投資上億科研經費，用於5G研發工作。

4、國內5G主要研究進展

目前，推進組已基本完成5G願景與需求研究並發布了白皮書，初步完成5G潛在關鍵技術研究分析，提出5G概念和技術路線，並完成2020年我國移動通信頻譜需求預測和6GHz以下候選頻段研究。

以下對其中的主要觀點進行歸納：

1）面向2020年及未來的5G願景與需求

（1）移動互聯網和物聯網是5G發展的主要驅動力

面向2020年及未來，移動互聯網將推動人類信息交互方式的再次升級，將為用戶提供增強現實、虛擬現實、超高清（3D）視頻、移動雲等更加身臨其境的極致業務體驗，將帶來移動數據流量超千倍增長，推動5G技術和產業的新一輪變革。

物聯網將極大擴展5G的業務領域。移動醫療、車聯網、智能家居、工業控制、環境監測等將會推動物聯網應用爆髮式增長，數以千億的設備將接入網路，實現真正的「萬物互聯」，這將是引發新一輪科技革命和產業變革的核心基礎，在對傳統產業帶來巨大變革的同時，將創造出規模空前的新興產業。

（2）5G將滿足未來超千倍流量增長和超千億設備聯網需求

預計2010～2020年全球移動數據流量增長將超過200倍，2010～2030年將增長近2萬倍；中國的移動數據流量增速高於全球平均水平，預計2010～2020年將增長300倍以上，2010-2030年將增長超過4萬倍。

在聯網設備數量方面，預計到2020年，全球移動終端（不含物聯網設備）數量將超過100億，中國將超過20億。2020年全球物聯網設備連接數將接近全球人口規模，達到70億（中國將接近15億）。

到2030年，全球物聯網設備連接數將接近1千億（中國將超過200億），全球各類聯網設備總量將超過1千億。

（3）5G關鍵能力比4G約有10-100倍提升，用戶體驗速率可達1Gbps

為了滿足2020年及未來業務需求，5G性能將會大幅提升，用戶體驗速率將達100Mbps～1Gbps，峰值傳輸速率可達數十Gbps，支持的連接數密度可達數1百萬連接/平方公里，端到端時延低至毫秒級，流量密度可達數十Tbps/平方公里，支持500公里/小時以上高速移動下的用戶體驗。為了實現可持續發展，5G還需要大幅提高網路部署和運營效率。其中，頻譜效率將比4G提高5-15倍，能源效率和成本效率也將提升百倍以上。

目前，推進組提出的上述的5G關鍵能力，絕大部分被ITU採納作為5G備選能力。

2）5G概念與技術路線

傳統的移動通信技術主要指蜂窩移動通信技術，而且主要強調無線技術，而5G應包含蜂窩移動通信技術、新一代無線區域網技術和網路技術。

（1）5G技術創新將會出現在無線和網路兩個層面

傳統的移動通信升級換代都是以多址接入技術為主線，提升速率和頻譜效率。例如，1G採用頻分多址（FDMA）、2G時分多址（TDMA）、3G碼分多址（CDMA），4G正交頻分多址（OFDMA）。

與傳統方式不同的是，5G將不再以單一多址接入技術作為主要特徵，內涵將更加寬泛，將會採用一組關鍵技術，如引入大規模天線陣列、超密集組網、新型多址和高頻段通信等新型無線技術，以及基於軟體定義網路（SDN）和/或網路功能虛擬化（NFV）技術的新型網路架構，從而推動5G在無線和網路兩個層面出現重大技術創新。

（2）5G無線技術將沿著三條技術路線向前發展

5G無線技術存在新型空中介面技術、4G演進技術和下一代無線區域網三條技術路線。

新型空中介面技術重點適應5G新場景及新頻段需求進行全新設計，不考慮與4G的兼容性。

4G演進技術主要面向宏覆蓋和熱點覆蓋等傳統蜂窩移動通信場景，將基於4G技術框架和傳統蜂窩頻段。

下一代無線區域網是5G的重要補充，主要面向熱點分流場景，將向更高傳輸速率、更高組網性能和可運營維護方向發展。

上述三條技術路線將融合發展，關鍵技術可以相互借鑒。

（3）5G網路技術將向著虛擬化、軟體化、扁平化及以用戶為中心的方向發展

面對未來超千倍流量增長、毫秒極端到端時延和超千億設備連接的挑戰，5G將通過引入NFV和SDN等虛擬化技術、推動網路軟硬體解耦，控制與轉發分離，使得基於軟連接和軟架構的新型網路成為可能，網路結構將更加扁平，業務內容將向用戶進一步下沉，網路智能化、靈活度和可擴展性將大幅提升，各種接入技術之間將更緊密融合，並能夠以用戶為中心提供靈活可定製的差異化服務。

（4）總結

綜合5G需求與技術趨勢，推進組提出5G概念可由「標誌性能力指標」和「一組關鍵技術」來定義。其中，標誌性能力指標為Gbps用戶體驗速率，關鍵技術為大規模天線陣列、超密集組網、新型多址、高頻段通信和新型網路架構等。

3）5G頻譜及候選頻段

為滿足2020年移動通信需求，我國存在663-1178MHz頻譜缺口。

推進組已完成2020年我國移動通信頻譜需求預測，結果顯示：到2020年，我國移動通信頻譜需求總量為1350～1810MHz，目前我國已規划了687Mz移動通信頻譜，因此還需要新增663～1178MHz頻譜。

需要注意的是，2020年只是5G起始時間，隨著2020年之後業務量的不斷提升，移動通信的頻譜需求量還將繼續增加。

因此，到2030年我國移動通信頻譜需求預測及候選頻段研究已成為工作重點。

6GHz以下低頻段是5G首選頻段，高頻段可作為後續補充。

5G需要大量的新頻譜資源，可通過兩種方式獲得：一是在2015年世界無線電通信大會（WRC）推動6GHz以下低頻段劃分；二是在2019年WRC大會及以後推動6GHz以上高頻段劃分。

低頻段傳播特性好且資源稀缺，需要優先獲取，我國已提出3300-3400MHz、4400-4500MHz和4800-4990MHz等候選頻段；

高頻段傳播特性差、資源豐富、可選餘地大，可作為支撐5G發展的後續補充頻段。特別是由於我國高頻晶元和元器件產業能力薄弱，需加緊研發，尚不宜過早推動高頻段劃分。（更多內容請關注專門定位於5G的微信公眾平台angmobile）