5G网络基础知识

5G时代：网络全面融合或再无制式分别在5G时代，无线通信领域将可能不会再出现类似3G时代TD-SCDMA与WCDMA、CDMA2000、WiMax;4G时代的TD-LTE与LTE-FDD的标准之争，全球5G技术将有望共用一个标准。

在中国内地尚未实现4G(第四代移动通信技术)商用的时候，5G(第五代移动通信技术)已经进入了媒体和公众的视野。

三星电子日前宣布，其已经在5G技术领域获得关键突破，预计未来将实现10Gbps的传输速率《详细》，并计划在2020年实现5G商用。

可究竟什么是5G?5G将会给整个社会带来什么?三星并没有给出答案。

但在全球第一大电信设备商爱立信看来，5G技术将可以把人类社会彻底带入网络社会，从而实现人与人、物与物、人与物之间的通信。

而在5G时代，无线通信领域将可能不会再出现类似3G时代TD-SCDMA与WCDMA、CDMA2000、WiMax;4G时代的TD-LTE与LTE-FDD的标准之争，全球5G技术将有望共用一个标准。

5G是什么?当三星宣布其5G技术突破进展的时候，公众普遍认为，所谓的5G，就是传输速率可以达到10Gbps的移动通信技术，这其中也包括美国著名的《时代》杂志。

在三星宣布其5G技术获得突破性进展之后，《时代》杂志即发表文章看衰5G技术。

《时代》称，5G技术仅仅提升了无线通信的传输速率，但并未解决未来移动互联网所带来的流量风暴问题，网络拥塞等老问题在5G时代依然无法解决。

“其实不然，5G与4G、3G、2G不同，5G并不是一个单一的无线接入技术，也不是几个全新的无线接入技术，而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术(4G后向演进技术)集成后的解决方案总称。

从某种程度上讲，5G是一个真正意义上的融合网络。

”爱立信研究员、欧盟METIS 5G项目总体负责人Afif Osseriran 昨日在接受凤凰科技采访时表示。

Afif Osseriran表示，5G的关键目的是用来构建网络社会，这意味着，5G除了要满足超高速的传输需求外，还需要满足超高容量、超可靠性、随时随地可接入性等要求，以解决《时代》杂志所说的“流量风暴”等诸多问题。

根据欧盟的预测，随着电子银行、电子教学和电子医疗等核心服务将继续普及并更具移动性。

网络社会的发展将带来移动和无线流量的激增。

这意味着到 2020年时，数据流量将比2010年增长1000倍。

此外，人机之间的混合通信将带动流量增长，高效、便捷和安全地访问和共享信息变得异常重要。

物联网和其他新型创新应用的出现将催生数百亿个互联设备出现，产生前所未有的多样性要求和与无线连接性相关的应用场景。

也正因此，欧盟在2012年11月成立了5G研究项目——METIS(构建2020年信息社会的无线移动通信领域关键技术)。

据悉，该项目由29个成员组成，其中包括爱立信、华为、阿尔卡特•朗讯、诺基亚西门子、法国电信、西班牙电信、NTT docomo等全球主要的电信设备厂商和运营商，以及AAU、Aalto、CTH等十多所大学和研究机构，甚至包括非电信行业的宝马集团、Anite、 Elektrobit等。

欧盟METIS 5G项目组对5G通信技术设定的目标包括：在容量方面，5G通信技术将比4G实现单位面积移动数据流量增长1000倍;在传输速率方面，典型用户数据速率提升10到100倍，峰值传输速率可达10Gbps(4G为100Mbps)，端到端时延缩短5倍;在可接入性方面：可联网设备的数量增加10到100 倍;在可靠性方面：低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间增加10倍。

Afif Osseriran称，METIS将探索通过增加容量、提高能效、降低成本和改进频谱利用率来实现欧盟5G项目组的上述目标，从而全面支持网络社会的所需。

全球或共用一个标准根据欧盟METIS 5G项目组的规划，欧盟5G项目计划在2015年之前完成探索新架构、基本原理和系统概念的相关基础理论工作，并在全球范围内达成共识;在2015年至 2018年期间，随着基本原理的进一步研发，5G将进入系统优化、标准化、场外试验的阶段;在2018年至2020年，5G将进入试商用阶段。

欧盟预计到2020年，5G将在全球范围内实现商用。

目前，欧盟5G项目共划分了8个工作组，每个组均有相关的运营商和设备商负责具体技术的研发和场景解决方案的设计。

其中，DOCOMO负责场景研究，华为负责无线链路概念，阿朗负责多节点、多天线传输、诺西负责多RAT、多层网络，诺基亚负责频谱研究，爱立信负责总体项目管理、标准制定与发布、系统设计与性能指标。

Afif Osseiran介绍，全球涉及5G研究的并不只是这些项目成员，还包括三星、中国移动等多家企业和机构。

而欧盟METIS项目组希望能够与全球多家研究5G的机构在标准上达成共识，以方便未来5G技术的商业化拓展。

爱立信无线产品专家陈明表示，与3G、4G出现的标准之争不同，在5G时代，全球将有望共用一个标准。

他表示，从LTE时代开始，全球移动通信标准就已经出现了全面融合的趋势。

据了解，全球两大4G标准LTE-FDD和TD-LTE在核心网方面仅有5%的差异，在无线接入侧方面也仅有10%的差异。

陈明表示，在5G时代，这种融合的趋势会愈发明显，因为产业链各方都清楚，在通信技术全球化的今天，任何一方都很难单独开发一套全新的通信标准。

而全球共用一套通信标准，对产业链各方都有好处。

5G研究在路上预计2020年商用移动数据业务流量的爆发式增长，使全球移动通信技术开始向LTE演进。

不过，用户对于移动通信带宽的需求却永无止境，因此在全球4G网络部署方兴未艾之时，5G研究开发已在全球开启大幕。

例如三星已经已经开发出5G技术，引发业界关注。

但5G应该如何定义?目前全球通信业对于5G的研究取得了哪些进展?未来5G的部署又将面临哪些挑战?5G的定义：现有无线技术演进+补充性新技术目前，全球只有部分运营商完成了向4G LTE的演进，此时5G的市场驱动力又来自哪里呢?网络社会的发展将带来移动数据流量的激增，预计在未来十年中数据流量将增加1000倍;与此同时，互联设备将呈现巨量增长，物联网和其他新型创新应用的出现将催生数百亿个互联设备出现，到2020年将有500亿的设备连接，并产生前所未有的多样性要求和与无线连接性相关的应用场景。

此外，由于设备数量的增加，应用场景的多样性和需求的多样性将必然要求下一代移动通信技术具有更多更先进的功能性，需要更有效、舒适和安全地接入和共享信息，并通过提高容量、能效、频谱使用效率等方面来进行。

上述所有的市场特点和需求，使得面向未来无线通信环境和需求的5G研究项目应运而生。

对于5G的定义，爱立信全球研究院大师级研究员，兼欧盟METIS 5G项目总体负责人Afif Osseiran博指出，“5G应该是通过现有无线技术演进和开发补充性的新技术来构建长期的网络社会。

”他强调，“5G将作为用户享受极限网络体验的方式，5G不是一个网络技术，也不是几个完全新的无线接入技术，而是采用以体验中心的方式，而不是以往以技术中心的方式，通过集成多种无线接入技术提供极限体验来满足用户不同的需求。

”5G时代的移动通信会是什么样子?Afif Osseiran描绘到，5G时代移动数据量将有1000倍的增长，用户数据速率将达到今天100倍，同一时刻的设备互联的数量可达现在的100倍，而且所有这些都是以低成本和可持续发展的方式来完成。

5G目标：速率提升百倍高于10Gbps目前，5G研究开发已在全球开启大幕，欧洲在这方面已经先行一步。

METIS (构建2020年信息社会的无线移动通信领域关键技术，Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-Twenty (2020) Information Society)项目，是欧盟大力资助、投资总计达2700万欧元的大型研究项目，旨在通过构建下一代移动和无线通信系统(5G)的基石，以应对2020年及未来所面临的网络社会挑战。

METIS项目于2012年11月正式启动，第一阶段计划运行30个月。

METIS目前由29个成员组成，其中包括阿朗、爱立信、华为、诺基亚、诺基亚西门子五家设备厂商，德国电信、DOCOMO、法国电信、意大利电信、西班牙电信五家运营商，以及欧洲众多的学术机构以及宝马集团，还有大约80名专家全职参与METIS的工作。

METIS目前划分了8个工作组(WP)，每个工作组内会划分成多个任务，每个任务都有相应的技术研究。

其中，WP1由DOCOMO负责，主要侧重于场景、要求与KPI;WP2由华为负责，主要侧重于无线链路概念;WP3由阿朗负责，主要侧重于多节点/多天线传输；WP4由诺基亚西门子负责，主要侧重于多无线接入和多层次网络;WP5由诺基亚负责，主要侧重于频谱;WP6由爱立信负责，主要侧重于系统设计与性能指标；WP7由爱立信负责，主要侧重于标准制定与发布；WP8由爱立信负责，主要侧重于项目管理和监管。

而METIS所研究的5G技术将面向未来的五个主要应用场景：一是超高速场景，为未来移动宽带用户提供极速数据网络接入;二是支持大规模人群，为高人群密度地区或场合提供高质量移动宽带体验;三是随时随地最佳体验，确保用户在移动状态仍享有高质量服务;四是超可靠的实时连接，确保新应用和用户实例在时延和可靠性方面符合严格的标准;五是无处不在的物物通信，确保高效处理多样化的大量设备通信，包括机器类设备和传感器等。

“METIS研究5G的技术目标是使移动数据流量增长1000倍;典型用户数据速率提升100倍，速率高于10Gbps;联网设备数量增加100倍;低功率MMC(机器型设备)的电池续航时间增加10倍;端到端时延缩短5倍。

在频段的选择上，5G可能需要从2GHz-6GHz的频段中选取2000M的频谱资源，超高频段的频谱可能更加适合于室内覆盖的场景，具体的频段选择还需要进一步研究。

”5G 2020年或实现商用除了METIS以外，全球范围内的许多组织、运营商、设备商也开展了一些关于5G的研发工作。

前不久，三星就宣布已首次成功开发了第5代移动通信(5G)的核心技术，这一技术预计将于2020年开始部署。

在测试中，三星5G技术在28GHz的频段下的下载速率达到1Gbps，最大传输距离可达2公里，用户只需要不到一秒钟的时间即可下载一部完整的电影。

此外，今年3月，工信部也牵头成立了MG2020推进组，正式启动中国5G标准化研究工作，试图抢占5G产业先机，中国移动集团也已投入对5G网络的研发。

虽然众多组织和企业都开始启动了5G研发，但5G在国际上还没有统一的标准。

对此，Afif Osseiran表示，“在全球5G技术确定统一的标准之前，METIS将发挥重要作用，我们会促进其他主要利益相关方达成共识，在ITU-R以及相关国家和地区监管机构中发起和开展相关工作。