王宇軒

摘要 作為4G網(wǎng)絡(luò)的延續(xù)與改革，5G網(wǎng)絡(luò)將引領(lǐng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，如何更好地研究與發(fā)展5c網(wǎng)絡(luò)變得至關(guān)重要。本文從5G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)現(xiàn)狀出發(fā)，指出其發(fā)展中存在的問(wèn)題，并探討了我國(guó)SG網(wǎng)絡(luò)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展策略。

【關(guān)鍵詞】5G網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展策略

為加速和引導(dǎo)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國(guó)家發(fā)改委于2017年12月印發(fā)的《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的通知》，將5G規(guī)模組網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用示范工程作為國(guó)家新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。此前，美國(guó)政府也發(fā)布了關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)略文件，一場(chǎng)關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)導(dǎo)地位的爭(zhēng)奪戰(zhàn)正在世界范圍內(nèi)展開(kāi)。5G網(wǎng)絡(luò)擁有體積小、速度快、功能強(qiáng)大、可靠性高等特點(diǎn)，其發(fā)展完善將使我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)朝著更加智能化、廣帶化、泛在化、融合化、綠色節(jié)能化的方向發(fā)展。因此，SG網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的研究對(duì)于規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、正確引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展有著重要意義。

1 5G網(wǎng)絡(luò)的含義和特征

1.1 含義

5G網(wǎng)絡(luò)是英文“5th-generation”的縮寫，意指第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。5G網(wǎng)絡(luò)概念的提出代表著人們對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)更高層次的需求，通過(guò)移動(dòng)通信技術(shù)的不斷革新發(fā)展和更高標(biāo)準(zhǔn)的制定達(dá)到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個(gè)成員的高級(jí)別新目標(biāo)。5G網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)意義上的通信網(wǎng)絡(luò)（2G、3G、4G還有Wi-Fi）均有所不同，它代表了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的融合以及新技術(shù)集成接入后的總稱。從另一方面來(lái)說(shuō)，第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是一個(gè)全面深入的融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。而這種融合網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用范圍也更加廣泛，它將使人與人、人與物、物與物更加安全、快捷、高速的鏈接在一起。

1.2 特征

和上一代4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)相具有速率極高（eMBB），容量極大（mMTC），時(shí)延極低（URLLC）三個(gè)特征。5G網(wǎng)絡(luò)以4G網(wǎng)絡(luò)良好的技術(shù)架構(gòu)為依托，使用大規(guī)模天線傳輸高頻信號(hào)，在低頻段進(jìn)行信息傳輸。相對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)最高每秒150Mb的傳輸速度，5G網(wǎng)絡(luò)將達(dá)到15Gb每秒。5G通信網(wǎng)絡(luò)的大容量的特點(diǎn)將在廣域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用，它是物聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)通信成本變低，使得節(jié)點(diǎn)自身的生存周期得到極大提升。初代技術(shù)LTE網(wǎng)絡(luò)有效提升了網(wǎng)絡(luò)速率，并把網(wǎng)絡(luò)時(shí)延降低到了lOOms以下，這給高要求的應(yīng)用（實(shí)時(shí)游戲、視頻通信）提供了可能。5G網(wǎng)絡(luò)在這方面有了長(zhǎng)足進(jìn)步和提升，達(dá)到了新高度。這將為那些更高精度的工作（智能制造、無(wú)線物聯(lián)）提供服務(wù)。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

5G網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展的重中之重，我國(guó)已成立IMT-2020推進(jìn)組并針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的候選頻率、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，且在2014年和2016年相繼發(fā)布《5G遠(yuǎn)景與需求白皮書》《5G概念白皮書>。5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)劃期為2013-2020年，分為：基礎(chǔ)研究、標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化三個(gè)階段進(jìn)行。我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以政府為主導(dǎo)，以國(guó)家重大科技專項(xiàng)為依托，由IMT-2020推進(jìn)組負(fù)責(zé)具體研究推進(jìn)。雖然我國(guó)在5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步和開(kāi)拓性發(fā)展，并于2018年1月16日在北京召開(kāi)了5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)第三階段規(guī)范發(fā)布會(huì)，但相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、市場(chǎng)各方面都與5G網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化還有不小差距。

近年來(lái)世界各國(guó)都投入巨額人力物力進(jìn)行5G技術(shù)研究，也都初顯成效。歐盟作為通信技術(shù)的引領(lǐng)者，主要得益于全球規(guī)模最大的研發(fā)計(jì)劃--FP。為扶植和推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，歐盟在其最新計(jì)劃中設(shè)置了多個(gè)面向相關(guān)專項(xiàng)課題;美國(guó)雖然沒(méi)有一個(gè)國(guó)家層面上的統(tǒng)一推進(jìn)計(jì)劃，但各個(gè)企業(yè)、高等院校都積極參與研究，實(shí)力同樣不容小覷。無(wú)線通信網(wǎng)業(yè)界一致認(rèn)為“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”與“物聯(lián)網(wǎng)”將成為5G網(wǎng)絡(luò)的支柱產(chǎn)業(yè)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)己融入我們生活的方方面面，物聯(lián)網(wǎng)也己將世界萬(wàn)物緊緊連接在一起，其未來(lái)發(fā)展對(duì)我們乃至整個(gè)人類至關(guān)重要。雖然國(guó)家高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并將其上升到國(guó)家戰(zhàn)略高度，但我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)起步較晚，一些技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不夠完善，這在一定程度上制約了5G技術(shù)的發(fā)展。

3 存在問(wèn)題

我們已經(jīng)可以預(yù)見(jiàn)到5G網(wǎng)絡(luò)將在未來(lái)的生活和工作中扮演重要角色，這也使得整個(gè)行業(yè)遇到的問(wèn)題的解決變得刻不容緩。國(guó)家必須緊跟時(shí)代步伐，牢牢抓住發(fā)展方向和發(fā)展機(jī)遇，并立足國(guó)情，大力改革創(chuàng)新，有針對(duì)性的搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，解決關(guān)鍵問(wèn)題，才能有效保證5G行業(yè)的健康、快速、持續(xù)發(fā)展，從而為我國(guó)5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

3.1 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

移動(dòng)通信行產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關(guān)，一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范且統(tǒng)一的好標(biāo)準(zhǔn)將給產(chǎn)業(yè)帶來(lái)極大的積極影響。SG網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)和國(guó)家未來(lái)發(fā)展方向主導(dǎo)權(quán)之爭(zhēng)，在5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定上擁有了話語(yǔ)權(quán)，也就意味著在國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上擁有了主導(dǎo)權(quán)。正如TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)楊驊所言：“未來(lái)5G領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)除了取決于技術(shù)和市場(chǎng)的選擇，更是國(guó)家利益的博弈。”雖然統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能避免產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)的分裂，實(shí)現(xiàn)全球資源的共享，但涉及但各國(guó)的利益和權(quán)益，各國(guó)關(guān)于5G行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)從來(lái)沒(méi)有停止，這給行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一之路帶來(lái)了障礙，同時(shí)也制約了與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.2 5G頻譜資源短缺

我國(guó)作為世界人口基數(shù)第一的國(guó)家，通信行業(yè)的快速發(fā)展帶來(lái)了使用移動(dòng)電話的用戶數(shù)量激增。與之相應(yīng)的是：移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)、海量的設(shè)備接入、層出不窮的新應(yīng)用和場(chǎng)景都需要相應(yīng)數(shù)量的頻譜。根據(jù)權(quán)威預(yù)測(cè)我國(guó)在達(dá)到5G商業(yè)化所需要的頻譜總需求是1490到1810MHz，而現(xiàn)在還存在著800到1000MHz的缺口，這對(duì)我國(guó)未來(lái)的產(chǎn)業(yè)需求提出了更高的考驗(yàn)。

3.3 5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架問(wèn)題

根據(jù)IMT-2020發(fā)布的需求白皮書，5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足靈活可拓展、智能優(yōu)化、傳輸效率高、設(shè)備接入能力強(qiáng)、低成本等的特點(diǎn)，以滿足未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)多樣化需求。未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的多網(wǎng)共存和相互融合，而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)難以滿足其需要，例如多網(wǎng)共存導(dǎo)致的兼容性問(wèn)題，這會(huì)使得5G網(wǎng)絡(luò)操作復(fù)雜且低效，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的海量性將會(huì)使網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)互聯(lián)、資源協(xié)作、網(wǎng)絡(luò)管理等諸多方面面臨巨大考驗(yàn)，還有“互聯(lián)網(wǎng)+”這一現(xiàn)象讓移動(dòng)通信技術(shù)與其他行業(yè)變得密不可分，如電網(wǎng)、制造、醫(yī)療等。這些都對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延、成本、功耗提出了更高更多樣化要求。

4 未來(lái)發(fā)展的策略

4.1 加大政府對(duì)行業(yè)的投入和引導(dǎo)

作為國(guó)家重點(diǎn)戰(zhàn)略項(xiàng)目，5G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)和應(yīng)用為提升我國(guó)在國(guó)際通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)的提供了巨大良機(jī)。政府應(yīng)該加大對(duì)產(chǎn)業(yè)科研人員和科研資金的投入，加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)加強(qiáng)在市場(chǎng)中的引導(dǎo)功能，切實(shí)發(fā)揮好政府在市場(chǎng)中的作用，發(fā)揮企業(yè)的自主研判、自我決策能力，并且建立健全相關(guān)制度，為行業(yè)建立一個(gè)健康、充滿活力的發(fā)展環(huán)境，為SG網(wǎng)絡(luò)推廣和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，從而創(chuàng)造更高效益。

4.2 加大科研投入，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

一個(gè)被世界認(rèn)可的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)是整個(gè)行業(yè)健康發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化可以為提升產(chǎn)業(yè)鏈的健壯性和共享全球市場(chǎng)資源提供有力幫助。國(guó)家應(yīng)該加大科研人員和資金的投入，加快我國(guó)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的研究。各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定需要參照的國(guó)情環(huán)境、產(chǎn)業(yè)具體情況等都有所不同，所以要想快速建立一個(gè)全球認(rèn)可的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)不太現(xiàn)實(shí)。但我們只要抓住定義系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo) KPI（具體表現(xiàn)為傳輸速率、時(shí)延、可靠性等8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）就能快速推進(jìn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

4.3 加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)頻譜監(jiān)管和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架優(yōu)化

5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展必然帶來(lái)用戶基數(shù)進(jìn)一步增加和不計(jì)其數(shù)的數(shù)據(jù)流動(dòng)，帶來(lái)的是頻譜資源的匱乏。結(jié)合己占用頻譜和5G用戶多樣化的需求，高低配結(jié)合的使用方式是SG網(wǎng)絡(luò)的必然結(jié)果。為保證匱乏的頻譜資源不再限制行業(yè)發(fā)展，行業(yè)不僅要深度挖掘現(xiàn)有頻率資源，更要發(fā)掘新頻率，同時(shí)促進(jìn)新技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)高效安全的多頻率復(fù)用。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的本地化降低時(shí)延、多網(wǎng)融合和多連接增加資源利用率、效率優(yōu)化以降低運(yùn)營(yíng)成本。

5 結(jié)語(yǔ)

5G網(wǎng)絡(luò)雖然在近年來(lái)發(fā)展較快，但是由于相關(guān)技術(shù)不夠成熟、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有形成，5G網(wǎng)絡(luò)距離商業(yè)化、走進(jìn)普通人的日常生活還有不小一段距離。然而不可否認(rèn)的是，5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與成熟將帶了巨大的市場(chǎng)效益和社會(huì)效益，對(duì)于造福人類，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展有著重要作用。所以，相關(guān)科研人員務(wù)必加快研究，對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題全面分析，完善技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，國(guó)家加強(qiáng)對(duì)整個(gè)行業(yè)的引導(dǎo)和監(jiān)管作用，從而最終實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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