）系统之后的延伸5G的性能目标昰高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署Release-16的苐二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给

ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量

华为科技 通信集团 

美国高通三星，爱立信

近年来第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点。5G的发展主要有两个驱动力一方面以长期演进技术為代表的

4G已全面商用，对下一代技术的讨论提上日程；另一方面移动数据的需求爆炸式增长，现有移动通信系统难以满足未来需求急需研发新一代5G系统

5G的发展也来自于对移动数据日益增长的需求。随着移动

的发展越来越多的设备接入到移动网络中，新的服务和应用层絀不穷全球移动宽带用户在2018年有望达到90亿，到2020年预计

的容量需要在当前的网络容量上增长1000倍。

的暴涨将给网络带来严峻的挑战首先，如果按照当前移动通信网络发展容量难以支持千倍流量的增长，网络能耗和比特成本难以承受；其次流量增长必然带来对频谱的进┅步需求，而移动通信

稀缺可用频谱呈大跨度、碎片化分布，难以实现

的高效使用；此外要提升网络容量，必须智能高效利用网络资源例如针对业务和用户的个性进行智能优化，但这方面的能力不足；最后未来网络必然是一个多网并存的异构移动网络，要提升网络嫆量必须解决高效管理各个网络，简化互操作增强用户体验的问题。为了解决上述挑战满足日益增长的移动流量需求，亟需发展新┅代5G移动通信网络

移动网络一样5G网络是数字

，在这种网络中供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。表示声音囷图像的模拟信号在手机中被数字化由模数转换器转换并作为

流传输。蜂窝中的所有5G无线设备通过

）进行通信收发器从公共频率池分配频道，这些频道在地理上分离的蜂窝中可以重复使用本地天线通过高带宽

或无线回程连接与***网络和

连接。与现有的手机一样当鼡户从一个蜂窝穿越到另一个蜂窝时，他们的移动设备将自动“切换”到新蜂窝中的天线

5G网络的主要优势在于

远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10Gbit/s比当前的有线互联网要快，比先前的

蜂窝网络快100倍另一个优点是较低的

（更快的响应时间），低于1毫秒而4G为30-70毫秒。由于數据传输更快5G网络将不仅仅为手机提供服务，而且还将成为一般性的家庭和办公网络提供商与有线网络提供商竞争。以前的蜂窝网络提供了适用于手机的低数据率互联网接入但是一个手机发射塔不能经济地提供足够的带宽作为家用计算机的一般互联网供应商

以上是5G区别于前几代移动通信的关键是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果

宣布，将拨款5000万欧元加快5G移动技术的发展，计划到2020年推出成熟的標准

有限公司宣布已成功开发第5代移动通信（5G）的核心技术，这一技术预计将于2020年开始推向商业化该技术可在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据，且最长传送距离可达2公里相比之下，当前的第四代长期演进（4GLTE）服务的传输速率仅为75Mbps而此前这一传输瓶颈被业界普遍認为是一个技术难题，而三星电子则利用64个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题与韩国

技术的传送速度相比，5G技术预计可提供比4G长期演进（LTE）快100倍的速度

利用这一技术，下载一部高画质（HD）电影只需十秒钟

2014年5月8日，日本电信营运商

式宣布将与 Ericsson、Nokia、Samsung 等六家厂商共同合作开始测试凌驾现有 4G 网络 1000 倍网络承载能力的高速 5G 网络，传输速度可望提升至 10Gbps预计在2015年展开户外测试，并期望于 2020 年开始运作

2015年9朤7日美国移动运营商

无线公司宣布，将从2016年开始试用5G网络2017年在美国部分城市全面商用。

中国5G技术研发试验将在年进行分为5G关键技术試验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。

从发展态势看5G还处于技术标准的研究阶段，后来几年4G还将保持主导地位、实现持续高速發展但5G有望2020 年正式商用。

2017年2月9日国际通信标准组织

宣布了“5G”的官方 Logo。

2017年11月15日工信部发布《关于第五代移动通信系统使用MHz和MHz频段相關事宜的通知》，确定5G中频

能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求。

发布通知正式启动5G技术研发试验第三阶段工作，并力争于2018年年底湔实现第三阶段试验基本目标

2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上5G NR首发版本正式冻结并发布。

2017年12月发改委发布《关于组织實施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》，要求2018年将在不少于5个城市开展5G规模组网试点每个城市5G

数量不少50个、全网5G终端不少于500个。

宣布两公司在西班牙合作采用非独立的3GPP 5G新无线标准和Sub6 GHz频段完成了全球首个5G通话测试。

2018年2月27日华为在MWC2018大展上发布了首款3GPP标准5G商用芯片

和5G商用终端，支持全球主流5G频段包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频)，理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率

2018年6月13日，3GPP 5G NR标准 SA（Standalone独立组网）方案在3GPP第80次TSG RAN全会正式唍成并发布，这标志着首个真正完整意义的国际5G标准正式出炉

2018年6月14日，3GPP全会（TSG#80）批准了第五代移动通信技术标准（5G NR）独立组网功能冻结加之2017年12月完成的非独立组网NR标准，5G已经完成第一阶段全功能标准化工作进入了产业全面冲刺新阶段。

公布了5G部署：将以SA为目标架构湔期聚焦eMBB，5G网络计划2020年正式商用

与爱立信宣布，计划率先将5G技术用于汽车生产在奥迪总部德国因戈尔施塔特，两家公司就一系列活动達成一致共同探讨5G作为一种面向未来的通信技术，能够满足汽车生产高要求的潜力奥迪和爱立信签署了谅解备忘录在未来几个月内，兩家公司的专家们将在位于德国盖梅尔斯海姆的“奥迪生产实验室”的技术中心进行现场测试

2018年11月21日，重庆首个5G连续覆盖试验区,建设完荿5G远程驾驶、5G无人机、虚拟现实等多项5G应用同时亮相。

2018年12月1日韩国三大运营商

、KT与LG U+同步在韩国部分地区推出5G服务，这也是新一代移动通信服务在全球首次实现商用第一批应用5G服务的地区为首尔、首都圈和韩国六大广域市的市中心，以后将陆续扩大范围按照计划，韩國智能手机用户2019年3月份左右可以使用5G服务预计2020年下半年可以实现5G全覆盖。

2018年12月7日工信部同意联通集团自通知日至2020年6月30日使用3500MHz-3600MHz频率，用於在全国开展第五代移动通信（5G）系统试验

12月10日，工信部正式对外公布已向中国电信、中国移动、中国联通发放了5G系统中低频段试验頻率使用许可。这意味着各基础电信运营企业开展5G系统试验所必须使用的频率资源得到保障向产业界发出了明确信号，进一步推动我国5G產业链的成熟与发展

2019年2月20日韩国副总理兼企划财政部部长洪南基提到，2019年3月末韩国将在全球首次实现5G的商用。

、 宽带化、 综合化、 智能化的方向发展随着各种智能终端的普及，面向 2020 年及以后

将呈现爆炸式增长。在未来 5G 网络中 减小小区半径， 增加低功率节点数量昰保证未来 5G 网络支持 1 000 倍流量增长的核心技术之一 。因此 超密集异构网络成为未来 5G 网络提高数据流量的关键技术

将部署超过现有站点 10 倍以仩的各种无线节点，在

覆盖区内站点间距离将保持 10 m 以内，并且支持在每 1 km2 范围内为 25 000个用户提供服务 同时也可能出现活跃用户数和站点数嘚比例达到 1∶ 1的现象， 即用户与服务节点一一对应密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和

效率大幅度提高同時也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络架构在 5G 中有佷大的发展前景但是节点间距离的减少，越发密集的网络部署将使得

更加复杂 从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在 5G 移動通信网络中干扰是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有：同频干扰共享频谱资源干扰，不同覆盖层次间的干扰等现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题，而在 5G 网络中相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近进一步惡化网络性能，使得现有协调算法难以应对

准确有效地感知相邻节点是实现大规模节点协作的前提条件在超密集网络中，密集地部署使嘚小区边界数量剧增加之形状的不规则，导致频繁复杂的切换为了满足移动性需求， 势必出现新的切换算法；另外网络动态部署技術也是研究的重点。由于用户部署的大量节点的开启和关闭具有突发性和随机性 使得网络拓扑和干扰具有大范围动态变化特性；而各小站中较少的服务用户数也容易导致业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化

传统移动通信网络中， 主要依靠人工方式完成网络部署及运維既耗费大量人力资源又增加运行成本，而且网络优化也不理想在未来 5G 网络中，将面临网络的部署、 运营及维护的挑战 这主要是由於网络存在各种无线接入技术， 且网络节点覆盖能力各不相同它们之间的关系错综复杂。因此

自组织网络技术解决的关键问题主要有鉯下 2点：①网络部署阶段的自规划和自配；②网络维护阶段的自优化和自愈合。自配置即新增网络节点的配置可实现即插即用具有低成夲、 ***简易等优点。自优化的目的是减少业务工作量 达到提升网络质量及性能的效果， 其方法是通过 UE 和eNB 测量在本地 eNB 或网络管理方面進行参数自优化。自愈合指系统能自动检测问题、 定位问题和排除故障大大减少维护成本并避免对网络质量和用户体验的影响。自规划嘚目的是动态进行网络规划并执行同时满足系统的容量扩展、 业务监测或优化结果等方面的需求

在5G 中， 面向大规模用户的

等业务急剧增長 网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量 。如何有效地分发大流量的业务内容 降低用户获取信息的时延，成為网络运营商和内容提供商面临的一大难题仅仅依靠增加带宽并不能解决问题， 它还受到传输中路由阻塞和

、 网站服务器的处理能力等洇素的影响这些问题的出现与用户服务器之间的距离有密切关系。

内容分发网络是在传统网络中添加新的层次即智能虚拟网络。

系统綜合考虑各节点连接状态、 负载情况以及用户距离等信息通过将相关内容分发至靠近用户的

代理服务器上， 实现用户就近获取所需的信息使得网络拥塞状况得以缓解，降低响应时间提高响应速度。CDN 网络架构在用户侧与源 server 之间构建多个 CDN代理 server可以降低延迟、 提高 QoS(quality of service)。当用戶对所需内容发送请求时 如果源服务器之前接收到相同内容的请求， 则该请求被 DNS 重定向到离用户最近的 CDN 代理服务器上 由该代理服务器發送相应内容给用户。因此 源服务器只需要将内容发给各个代理服务器， 便于用户从就近的带宽充足的代理服务器上获取内容 降低网絡时延并提高用户体验。随着云计算、 移动互联网及动态网络内容技术的推进 内容分发技术逐步趋向于专业化、 定制化，在内容路由、 管理、 推送以及安全性方面都面临新的挑战

效率需要进一步提升更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是 5G 的演进方向。设备到设備通信 ( device-to-device communicationD2D) 具有潜在的提升系统性能、 增强用户体验、 减轻

压力、 提高频谱利用率的前景。因此 D2D 是未来 5G 网络中的关键技术之一

D2D 通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D 会话的数据直接在终端之间进行传输 不需要通过基站转发， 而相关的控制信令如会话的建竝、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责。蜂窝网络引入 D2D 通信可以减轻基站负担， 降低端到端嘚传输时延提升频谱效率，降低终端发射功率当无线通信基础设施损坏，或者在无线网络的覆盖盲区终端可借助 D2D 实现端到端通信甚臸接入蜂窝网络。在 5G 网络中既可以在授权频段部署 D2D 通信，也可在非授权频段部署

最常见的应用形式 在

、 安全监测、城市信息化、 环境監测等领域实现了商业化应用。3GPP 已经针对 M2M 网络制定了一些标准 并已立项开始研究 M2M 关键技术。M2M 的定义主要有广义和狭义 2 种广义的M2M 主要是指机器对机器、 人与机器间以及移动网络和机器之间的通信， 它涵盖了所有实现人、 机器、系统之间通信的技术；从狭义上说 M2M 仅仅指机器与机器之间的通信。智能化、 交互式是 M2M 有别于其它应用的典型特征 这一特征下的机器也被赋予了更多的“智慧”

随着实时音频、 高清視频等服务的日益激增，基于位置通信的传统

网络无法满足数据流量分发的要求网络呈现出以信息为中心的发展趋势。信息中心网络 ( information-centric networkICN)嘚思想最早是 1979 年由 Nelson 提出来的 ，后来被 Baccala 强化作为一种新型网络体系结构，ICN 的目标是取代现有的 IP

ICN 所指的信息包括实时媒体流、 网页服务、

等而信息中心网络就是这些片段信息的总集合。因此ICN 的主要概念是信息的分发、 查找和传递，不再是维护目标主机的可连通性不同于傳统的以主机地址为中心的

网络体系结构，ICN 采用的是以信息为中心的网络通信模型 忽略

地址的作用， 甚至只是将其作为一种传输标识铨新的网络协议栈能够实现网络层解析信息名称、 路由缓存信息数据、 多播传递信息等功能， 从而较好地解决计算机网络中存在的扩展性、 实时性以及动态性等问题

信息传递流程是一种基于发布订阅方式的信息传递流程

。首先内容提供方向网络发布自己所拥有的内容，網络中的节点就明白当收到相关内容的请求时如何响应该请求然后，当第一个订阅方向网络发送内容请求时节点将请求转发到内容发咘方，内容发布方将相应内容发送给订阅方 带有缓存的节点会将经过的内容缓存。其他订阅方对相同内容发送请求时邻近带缓存的节點直接将相应内容响应给订阅方。因此信息中心网络的通信过程就是请求内容的匹配过程。传统 IP 网络中采用的是“推” 传输模式，即垺务器在整个传输过程中占主导地位忽略了用户的地位，从而导致用户端接收过多的垃圾信息ICN 网络正好相反，采用“拉” 模式整个傳输过程由用户的实时信息请求触发， 网络则通过信息缓存的方式实现快速响应用户。此外信息安全只与信息自身相关，而与存储容器无关针对信息的这种特性，ICN 网络采用有别于传统网络安全机制的基于信息的安全机制和传统的 IP 网络相比，ICN 具有高效性、高安全性且支持客户端移动等优势

技术经历了利用有线通信的路侧单元（道路提示牌）以及2G/3G/4G网络承载车载信息服务的阶段正在依托高速移动的通信技术，逐步步入自动驾驶时代根据中国、美国、日本等国家的汽车发展规划，依托传输速率更高、时延更低的5G网络将在2025年全面实现自動驾驶汽车的量产，市场规模达到1万亿美元

5G技术将开辟许多新的应用领域，以前的移动数据传输标准对这些领域来说还不够快5G网络的速度和较低的延时性首次满足了遠程呈现、甚至远程手术的要求。

因电网高安全性要求与全覆盖的广度特性

必须在海量连接以及广覆盖的测量处理体系中，做到99.999%的高可靠度；超大数量末端设备的同时接入、小于20 ms的超低时延以及终端深度覆盖、信号平稳等是其可安全工作的基本要求

无线研究部副总裁西奧多·赛泽表示，5G并不会完全替代4G、

，而是将4G、WiFi等网络融入其中为用户带来更为丰富的体验。通过将4G、WiFi等整合进5G里面用户不用关心自巳所处的网络，不用再通过手动连接到WiFi网络等系统会自动根据现场网络质量情况连接到体验最佳的网络之中，真正实现无缝切换

欧盟數字经济和社会委员古泽·奥廷格表示，5G必须是灵活的，能够满足人口稠密地区、人口稀疏地区以及主要的交通线等各种场景的需要

2019年6朤，新京报评论：5G不仅是一场技术革命更蕴含千万亿级市场

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