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5G引发新一轮技术创新和产业革命
日期:2015-01-08     作者:人民邮电报

  第五代移动通信(5G)已成为当前全球业界的研发重点。作为面向2020年及未来的战略性新兴产业,5G将会推动移动通信技术和产品的重大飞跃,并带动相关芯片、器件、材料、软件、应用等基础产业的同步快速发展。同时,5G将会与互联网、物联网更加紧密融合,从而引发新一轮ICT技术创新和产业革命。

  为了推动全球有关5G共识的形成,作为通信领域最权威的国际标准化组织,国际电信联盟(ITU)从2012年开始启动面向2020年及未来的IMT愿景研究,目前其主体内容已初步形成。此外,ITU于2014年10月提出了“IMT-2020”(即5G)工作时间表,明确了全球5G发展总体规划、国际标准化机制流程等重大问题,从而为后续的5G技术、标准和产业发展奠定了基础。

  面向2020及未来的5G愿景基本明确

  2012年7月,ITU开始筹备启动新一轮的IMT.Vision(愿景)研究工作,旨在研究面向2020年及未来的IMT市场、用户、业务应用趋势,并提出未来IMT系统的总体框架和关键能力。

  历经两年的研究,5G愿景的主体研究工作已基本完成,业界逐渐对下一代IMT系统的特征达成共识:5G系统将支持更多类型的业务并适用于多种场景,一系列新的能力将在原有系统能力大幅度提升的基础上与不同的使用场景更紧密结合,从而满足不同业务和场景对5G系统能力的差异化要求,为用户提供更好的体验并实现资源的最优化配置。在用户和业务趋势方面,5G将在大幅提升以人为中心的移动互联网业务使用体验的同时,全面支持以物为中心的物联网业务,实现人与人、人与物和物与物的智能互联。

  其中,移动互联网将颠覆传统移动通信业务模式,为用户提供前所未有的使用体验,深刻影响人们工作生活的方方面面。面向2020年及未来,移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频、移动云等更加身临其境的极致业务体验。移动互联网的进一步发展将带来未来移动流量超千倍的增长,推动移动通信技术和产业的新一轮变革。

  而物联网将极大扩展移动通信的服务范围,从人与人通信延伸到物与物、人与物智能互联,使移动通信技术渗透至更加广阔的行业和领域。面向2020年及未来,移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动物联网应用爆发式增长,数以千亿的设备将接入网络,实现真正的“万物互联”,并缔造出规模空前的新兴产业,为移动通信带来无限生机。同时,海量的设备连接和多样化的物联网业务也会给移动通信带来新的技术挑战。

  在5G关键能力方面,已确定用户体验速率、时延、连接数密度、峰值速率、移动性、流量密度、能效和频谱效率八个5G关键能力,相应的定义如下:峰值速率:单用户可获得的最高数据速率;用户体验速率:处于覆盖范围内的单个用户可获得的最小数据速率(当该用户有相应的业务需求时);时延:数据包从网络相应节点传送至用户的时间间隔;移动性:在不同用户移动速度下获得指定服务质量以及在不同无线接入点间无缝迁移的能力;连接数密度:单位面积内的连接设备总量;能效:与网络能量消耗对应的信息传输总量,以及设备的电池寿命;频谱效率:单位频谱资源提供的数据吞吐量;流量密度:单位面积区域内的总流量。ITU也对各关键能力指标的取值给出了初步建议,但后续将进一步研究并调整。

  此外,ITU已就反应5G核心能力的特征图框架达成初步共识,5G特征图中可能体现的重要元素包括:八个关键能力及取值,并体现5G与现有IMT系统相比的性能提升;移动互联网和物联网两大类业务或其细分业务与关键能力指标的对应关系;关键能力应在特征图中基于对网络和终端的不同要求进行分组。

  根据工作计划,ITU将于2015年6月完成愿景阶段的研究工作,将从需求角度完整诠释5G关键能力和核心特征。

  国际电信联盟提出IMT-2020(5G)工作时间表

  为推动5G国际标准化工作进程,ITU-R WP5D会议主席和副主席在2014年2月会议上提出了面向2020年及未来的“IMT-2020工作计划”讨论稿,并于2014年10月形成最终方案,主要内容包括:在2015年之前,5G工作将主要集中在愿景、未来技术趋势及频谱的研究;2015年年中启动5G国际标准制定,并将首先开展5G技术性能需求和评估方法研究;2017年年底启动5G候选技术征集;2018年年底启动5G技术评估及标准化;到2020年年底,5G技术应具备商用能力。

  其中,2015年中期至2020年的标准化及其准备工作共分10个步骤,具体如下:

  步骤1和2:IMT-2020的背景研究,方案提交、评估和标准制定的准备工作;

  步骤3:明确IMT-2020的基本技术性能需求;

  步骤4:明确评估指标和评估方法;

  步骤5:明确候选技术的具体性能需求和评估指标,形成提交模板;

  步骤6:ITU-R发出征集IMT-2020技术方案的正式通知及邀请函;

  步骤7:候选技术方案提交;

  步骤8:候选技术方案评估;

  步骤9:形成评估结果;

  步骤10:IMT-2020标准确定。

  * * *

  在全球业界的共同努力下,5G愿景共识已初步形成:5G将以可持续发展的方式,满足未来超千倍的移动数据增长需求,将为用户提供光纤般的接入速率,“零”时延的使用体验,千亿设备的连接能力,超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务,业务及用户感知的智能优化,并为网络带来百倍的能效提升。为了推动5G的整体发展,ITU已经明确了全球5G工作时间表,并计划于2015至2020年开展5G国际标准制定工作。全球业界应当面向5G愿景,结合5G工作时间表,大力推动5G技术、标准及后续产业发展,并努力加强互惠合作,从而共同推动5G迈向成功。

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