1.1 第五代移動通信系統

移動通信和互聯網技術是20世紀末促進人類社會飛速發展最重要的兩項技術，它們給人們的生活方式、工作方式，以及社會的政治、經濟都帶來了巨大的影響。移動通信進入到20世紀90年代以后，地面蜂窩移動通信以異乎尋常的速度得到了大規模的普及應用，成為包括發達國家和發展中國家在內的全球2/3以上人口所使用的真正公眾移動通信系統。

“蜂窩”概念的引入是解決移動通信系統容量和覆蓋問題的一個重大突破。蜂窩系統的提出與實現，使得移動通信技術能夠真正為廣大公眾提供服務。當然，蜂窩系統帶來的好處是以復雜的網絡及無線資源管理技術為代價的。這一點也是現代移動通信系統的另一個非常重要的特點。自從1979年美國芝加哥第一臺模擬蜂窩移動電話系統的試驗成功至今，移動通信已經經歷了4個時代[1-8]，正在向著第五代系統邁進[9-11]。

第一代移動通信系統是模擬蜂窩系統，采用頻分多址（Frequency Division Multiple Access, FDMA）技術。第一代模擬蜂窩通信系統打破了傳統大區制的無線電廣播和無線電臺的技術理念，基于蜂窩結構的頻率復用組網方案，提升了頻譜利用的效率，基本保證了移動場景下語音業務的連續性，為移動通信的快速普及和應用奠定了基礎。

第二代移動通信系統是窄帶數字蜂窩系統，采用時分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）或碼分多址（Code Division Multiple Access, CDMA）技術。典型的系統有歐洲的GSM系統、北美的IS-95系統等。第二代移動通信系統在容量和性能上都比第一代系統有了很大的提高，不僅可以提供語音業務，還可以提供低速數據業務。第二代系統使移動通信得到了廣泛的應用和普及，取得了商業上的巨大成功。

第三代移動通信系統采用CDMA多址方式，包括有三大主流標準，即歐洲主導的WCDMA標準、美國主導的CDMA2000標準及中國主導的TD-SCDMA標準。其中，三種CDMA技術分別受到兩個國際標準化組織――3GPP（3rd Generation Partnership Project）和3GPP2的支持：3GPP負責DS-CDMA和CDMA TDD的標準化工作，分別稱為3GPP FDD（Frequency Division Duplex,頻分雙工）和3GPP TDD（Time Division Duplex，時分雙工）;3GPP2負責MC-CDMA，即CDMA2000的標準化工作。第三代移動通信系統開啟了由以語音為主轉向以數據業務為主的移動通信發展時代。1998年原信息產業部電信科學技術研究院（大唐電信科技產業集團）在原郵電部的領導和支持下，代表我國向國際電信聯盟提出了第三代移動通信TD-SCDMA（Time Division Duplex-Synchronous CDMA）標準建議。1999年11月在芬蘭赫爾辛基舉行的國際電信聯盟（ITU-R）會議上，TD-SCDMA標準提案被寫入第三代移動通信無線接口技術規范的建議中。2000年5月，世界無線電行政大會正式批準接納TD-SCDMA為第三代移動通信國際標準之一。這是我國第一次向國際上完整地提出自己的電信技術標準建議，是我國電信技術的重大突破。1999―2001年，在3GPP組織內開展了大量的技術融合和具體的規范制定工作。通過近兩年國內外企業和機構的緊密合作，2001年3月，TD-SCDMA成為3GPP R4的一個組成部分，形成了完整的TD-SCDMA第三代移動通信國際標準。

第四代移動通信系統是首個能夠提供大帶寬、高速率傳輸的寬帶OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）商用系統。3GPP于2005年3月正式啟動了空口技術的長期演進（Long Term Evolution, LTE）項目，并于2008年啟動了演進版本LTE-Advanced的標準化制定工作。LTE系統的目標是以OFDM和MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）為主要技術基礎，開發出滿足更低傳輸時延、提供更高用戶傳輸速率、增加容量和覆蓋、減少運營費用、優化網絡架構、采用更大載波帶寬，并優化分組數據域傳輸的移動通信標準。LTE/LTE-Advanced標準分為FDD和TDD兩種模式，其中TDD模式作為TD-SCDMA 3G系統的后續演進技術與標準，其核心技術由中國廠商主導，也被稱為TD-LTE/LTE-Advanced。LTE無線接入系統的傳輸峰值速率目標是：對于下行鏈路，當終端采用兩天線接收，20MHz帶寬情況下，瞬時峰值速率應滿足100Mbps（頻譜效率為5 bps/Hz）的設計目標；對于上行鏈路，當終端采用單天線發送時，瞬時峰值速率應滿足50Mbps（頻譜效率為2.5 bps/Hz）的設計目標。LTE-Advanced對系統性能提出了更高的需求，其峰值速率目標是：下行1Gbps，上行500Mbps；所支持的最大頻譜效率是：下行30 bps/Hz（天線配置8×8），上行15 bps/Hz（天線配置4×4）。

在5G時代，移動互聯網和物聯網成為移動通信發展的兩大驅動力，深刻地影響著人類社會生活的各個方面。從應用領域角度來說，物聯網擴展了移動通信的應用范圍，從人與人的通信延伸到人與物、物與物的智能互聯，使移動通信技術滲透至更加廣闊的行業和領域。支持超高速率體驗和超大流量密度為移動互聯網業務發展的需求，而支持上千億的海量物聯網終端設備連接及更加苛刻的時延可靠性要求為移動物聯網發展的需求。

從技術發展角度來說，縱觀歷代移動通信的發展歷程，移動通信系統設計的趨勢為：依托計算處理能力和設備器件水平的提升，不斷利用更先進的信號處理技術，提升系統帶寬，提高系統頻譜效率和業務能力，以滿足人類社會信息通信的需求。

從頻譜資源角度來說，由于移動互聯網和物聯網應用的快速發展，未來超千倍的流量增長和千億設備實時連接，以及為用戶提供超高傳輸速率體驗，對頻譜資源提出了極高需求。5G將不斷擴展移動通信系統的頻譜應用范圍，5G頻譜應用將從傳統移動通信3GHz以下，擴展到100GHz或更高頻譜，從而使得移動通信能夠利用更大帶寬來提供超高速傳輸速率。

對于5G系統，其應用范圍和領域得到極大拓展，需要通過靈活、可配置的系統設計，將各種應用和需求進行有機融合，滿足未來社會各個方面的需求。例如，5G系統既可以接入待機10年成本極低的傳感器接入，也支持峰值速率達Gbps的虛擬現實業務的實時傳遞；既支持幾百字節小數據包的抄表業務，也支持毫秒級時延以及幾乎100%可靠性的遠程心臟搭橋手術操作的低時延高可靠業務應用。

1.1.1 5G愿景與性能指標[12-14]

1．5G愿景

移動通信系統經歷了30多年的發展，其應用已經非常普及，隨著技術的進步，其應用會更加廣泛。5G將以可持續發展的方式，滿足未來超千倍的移動數據增長需求，將為用戶提供光纖般的接入速率、“零”時延的使用體驗、千億設備的連接能力、超高流量密度、超高連接數密度和超高移動性等多場景的一致服務，業務及用戶感知的智能優化，同時將為網絡帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，并最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”的5G愿景。未來無線移動通信系統將發揮更加重要的作用，其愿景總結為以下4個方面，如圖1.1所示。

1）人類社會生態的無線信息流通系統（廣泛應用領域）

移動通信技術將在未來社會的各方面發揮重要作用，包括應對氣候變暖、減少數字鴻溝、降低環境污染等，同時也將在公共安全、醫療衛生、現代教育、智能交通、智能電網、智慧城市、現代物流、現代農業、現代金融等領域發揮重要作用。移動通信技術將成為未來人類社會生態賴以正常運轉的無線信息流通系統，缺少了這個系統的支撐，整個人類社會機器都難以高效運轉。

2）連接世界的無線通道（泛在連接）

未來的移動通信技術將打破傳統的人與人通信，成為連接世界萬物的通道。有了這個通道，世界將變成一個泛在連接的智能高效社會。移動通信技術可以作為人的感官的延伸，擴展人的聽覺、視覺到達世界的任何角落，使每個人可以與世界上所有的人和物建立直接的聯系。

物聯網或者器件連接為未來信息社會的最重要特征，移動通信技術由于其優越的系統性能、便捷的連接方式、巨大的規模效應等諸多優勢，必將在未來的物聯社會中發揮重要作用。

3）人們生活的信息中心（豐富的應用）

手機從誕生以來，其最重要的功能是人與人的基本溝通功能。未來手機對個人而言，其功能和形態將極大地拓展，如休閑、娛樂、辦公、旅游、購物、支付、銀行、醫療、健康、出行、智能家居控制等個人生活的方方面面，都需要手機/平板電腦/可穿戴設備等各種形態的移動終端。移動終端甚至包含了個人的信用身份等重要信息。

移動終端將成為人們生活的信息中心，而未來的移動通信系統需要為這些功能提供便利、可靠、安全的通信保證。

4）保證通信權利的基礎設施（基礎設施）

隨著移動通信技術的快速發展及規模效應，通信對人類社會的重要性和價值將超越通信本身，為了保證社會的正常高效運轉，未來移動通信將不再是其剛誕生時的一種奢侈的服務。類似水電供應設施，移動通信網絡和設備將成為人類生活的基礎設施，提供基礎性的服務。未來通信系統將超過現有的緊急通信范圍，發揮其社會責任，提供更多的基本通信服務保證。當然，移動通信作為商業運營系統，必不可少地提供更豐富多彩的高附加值業務，這也是促使技術進步的重要動力。

2．5G的需求

移動互聯網和物聯網是未來5G通信發展的最主要驅動力。移動互聯網主要面向以人為主體的通信，注重提供更好的用戶體驗。物聯網主要面向物與物、人與物的通信，不僅涉及普通個人用戶，也涵蓋了大量不同類型的行業用戶。為了滿足面向2020年之后的移動互聯網和物聯網業務的快速發展，5G系統面臨巨大需求挑戰。

1）移動數據業務的爆炸性增長

面向2020年及未來，超高清、3D和浸入式視頻的流行將會驅動數據速率大幅提升，如8K（3D）視頻經過百倍壓縮之后傳輸速率仍需要大約1Gbps。增強現實、云桌面、在線游戲等業務，不僅對上下行數據傳輸速率提出挑戰，同時也對時延提出了“無感知”的苛刻要求。未來大量的個人和辦公數據將會存儲在云端，海量實時的數據交互需要可媲美光纖的傳輸速率，并且會在熱點區域對移動通信網絡造成流量壓力。未來人們對各種應用場景下的通信體驗要求越來越高，用戶希望能在體育場、露天集會、演唱會等超密集場景，高鐵、車載、地鐵等高速移動環境下也能獲得一致的業務體驗。

隨著移動互聯網業務的快速發展和智能終端的快速增長，從2009年開始，移動數據業務以每年翻一番的速度遞增。據中國IMT-2020（5G）推進組研究預測，相比于2010年，2020年的移動數據業務全球增長200倍；中國將增長300倍以上，其中典型大城市的數據增長達到600倍，局部熱點地區，如北京的西單等，可能會達到1000倍的業務增長。

為了應對移動數據業務的爆發性增長，5G系統需要能夠提供更大的容量和更高的傳輸速率。

2）海量終端連接到移動網絡

物聯網業務類型豐富多樣，業務特征也差異巨大。對于智能家居、智能電網、環境監測、智能農業和智能抄表等業務，需要網絡支持海量設備連接和大量小數據包頻發；視頻監控和移動醫療等業務對傳輸速率提出了很高的要求；車聯網和工業控制等業務則要求毫秒級的時延和接近100%的可靠性。另外，大量物聯網設備會部署在山區、森林、水域等偏遠地區，以及室內角落、地下室、隧道等信號難以到達的區域，因此要求移動通信網絡的覆蓋能力進一步增強。為了滲透更多的物聯網業務，5G應具備更強的靈活性和可擴展性，以適應海量的設備連接和多樣化的用戶需求。未來的智能終端和各種機器類型終端的大量出現，將需要5G提供100～1000倍的網絡連接能力。

3）節能通信的需求

現有的移動通信網絡設備和終端消耗大量的電力，造成環境污染。隨著移動數據業務和終端數量的爆發式增長，如果仍然沿襲原有的發展方式，移動通信系統的耗電量將增加上百倍，這樣將無以為繼。

另外，為了提升用戶感受，終端電池續航時間需要更大的提升；物聯網應用也提出了對支持超低功耗的終端等的需求，使得5G系統需要實現百倍數量級的能量效率提升。

4）支持業務多樣性網絡部署

隨著移動互聯網和物聯網業務快速發展，未來5G網絡將面臨更加多樣化和個性化的用戶體驗需求。為了滿足業務變化，5G網絡的部署形態也將隨之出現多樣性。5G網絡從覆蓋范圍和應用場景看，將會出現多種形態的部署方式。既有傳統蜂窩系統的宏蜂窩和微蜂窩部署，又將出現大量熱點覆蓋和室內覆蓋部署，同時還需要針對高速移動和短距離通信方式的部署。

另外，5G系統還將面臨與現有的2G/3G/4G系統共存及聯合組網、協作通信等部署難題。這些都將給未來5G多樣性網絡部署方式帶來巨大挑戰。

3．5G系統的性能指標

國際電信聯盟ITU-R制定了5G系統性能指標，其為5G系統定義了8個性能指標和三大類應用場景，這8個性能指標如表1.1所示。

ITU-R將5G應用場景劃分為三大類，包括應用于移動互聯網的增強移動寬帶（enhanced Mobile BroadBand, eMBB），應用于物聯網的大規模機器通信（massive Machine Type Communications, mMTC）和低時延高可靠通信（Ultra Reliable and Low Latency Communications, URLLC），如圖1.2所示（圖中部分指標采用了與表1.1不同的表示方法）。其中增強移動寬帶又可以進一步分為廣域連續覆蓋和局部熱點覆蓋兩種場景。

廣域連續覆蓋場景是移動通信最基本的應用場景，以保證用戶的移動性和業務連續性為目標，為用戶提供無縫的高速業務體驗。結合5G整體目標，該場景的主要挑戰在于隨時隨地（包括小區邊緣、高速移動等惡劣環境）為用戶提供100Mbps以上的用戶體驗速率。

局部熱點覆蓋場景主要面向局部熱點區域覆蓋，為用戶提供極高的數據傳輸速率，滿足網絡極高的流量密度需求。結合5G整體目標，1Gbps用戶體驗速率、數十Gbps峰值數據速率和數十Tbps/km2的流量密度需求是該場景面臨的主要挑戰。

大容量物聯網場景主要面向智慧城市、環境監測、智能農業、森林防火等以傳感和數據采集為目標的應用場景，具有小數據包、低功耗、海量連接等特點。這類終端分布范圍廣、數量眾多，不僅要求網絡具備超千億連接的支持能力，滿足106devices/km2連接密度指標要求，而且還要求終端成本和功耗極低。

高性能物聯網場景主要面向車聯網、工業控制等垂直行業的特殊應用需求，這類應用對端到端時延和可靠性具有極高的指標要求，需要為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業務可靠性保證。

5G系統應用場景及其關鍵性能指標如表1.2所示。

1.1.2 5G技術路線及無線傳輸關鍵技術

5G系統支持兩大類業務，覆蓋4個主要應用場景，滿足8項關鍵指標需求。很難用單一無線空口技術或無線接入系統就能滿足上述所有需求和目標。未來的5G系統，為了滿足各種極具挑戰性的性能需求，一方面需要研究先進的空口傳輸技術，提升頻譜利用率和傳輸性能，設計新型無線傳輸網絡架構，優化傳輸和信號處理流程；另一方面還需要增加更多的頻譜資源，提升傳輸速率和系統容量。由于傳統移動通信所用3GHz以下頻譜資源受限，需要向高頻段上擴展頻譜資源，未來移動通信頻譜有可能進一步拓展到毫米波頻段，達到100GHz。因此，無線空口傳輸關鍵技術除了需要研究面向3GHz以下頻段關鍵技術，還需要針對3～100 GHz頻段傳輸特點的無線技術與方案。

面向5G的無線接入系統，可以通過演進、融合和創新的技術發展路徑來滿足未來5G面對的各種挑戰。首先，可以通過持續優化和演進以LTE/LTE-A為主的現有的移動通信系統，將現有的技術和頻率用好、用活，根據業務需求不斷增添新的功能，并尋求新的頻率及頻率使用方法；其次，未來5G無線傳輸通過融合各種現有的無線移動通信系統，綜合利用已有頻段上的各個技術以最低的代價為用戶提供最好的體驗；同時，需要推動技術進步和創新，極大地提升系統的效率，降低設備和網絡運維成本，滿足未來長期發展的需求。為了尋求持續盈利能力，運營商需要調整思路適應產業生態的變革，降低網絡成本，提升網絡運營靈活性和業務能力。

針對廣域連續覆蓋場景，其主要目標是在傳統蜂窩通信廣域無縫覆蓋的基礎上，進一步的提高全網業務體驗速率和網絡平均頻譜效率。可以基于現有4G及其增強技術持續演進，引入諸如大規模MIMO技術、新型多址技術及新型調制編碼等，進一步提高系統的平均頻譜效率，以及小區邊緣用戶的頻譜效率，達到100Mbps以上的用戶體驗速率。隨著有源天線技術的成熟，天線在射頻端可以進一步地分離為多個小的單元，計算能力的快速提升將允許聯合處理大量天線的中頻或基帶信號，超過幾十、幾百天線單元的大規模MIMO技術在5G基站上應用成為可能。大規模天線技術同時具備多天線波束賦形增益和多用戶復用增益，在提高系統覆蓋能力的同時，也提升了系統頻譜效率，并且能耗并不會提升，非常適合廣域覆蓋場景。同樣得益于計算能力的提升，未來接收機可以支持更加復雜的非線性干擾刪除算法，發端可以利用新型多址技術，在現有OFDM的基礎上引入非正交接入，進一步增加系統復用的用戶數，提升系統容量和頻譜效率。新型的調制編碼技術通過采用新型編碼方案，如低密度校驗（Low-Density Parity-Check, LDPC）碼和極化（Polar）碼，新型調制和編碼的聯合優化設計，可進一步提升空口頻譜效率。

針對局部熱點覆蓋場景，其主要目標是在室內和室外熱點等小覆蓋區域，提供極高的峰值速率和用戶體驗速率，并滿足區域流量密度的需求。現有4G技術在支持小區域（Small Cell）方面做了大量的優化，但是由于頻譜帶寬受限、網絡架構約束等原因，難以滿足5G超高速率和超高流量密度的需求。需要進一步的引入超密集組網，毫米波通信、頻譜資源共享、終端直通等關鍵技術，提高系統帶寬和峰值速率，在提高網絡部署密度的同時降低部署難度，以滿足5G需求。超密集組網技術基于熱點密集組網場景，提出了以用戶為中心的新型接入網架構和移動性管理，通過本地化集中式的無線資源管理和干擾管理，提升用戶體驗。毫米波通信利用更高的頻率、更大的帶寬（幾百MHz到GHz帶寬），結合高頻大規模波束賦形技術，實現10 Gbps以上峰值速率。另外，小覆蓋場景下，靈活頻譜共享技術可以利用各種潛在的可用頻段，包括非授權頻段，提高網絡整體流量。終端直通技術（Device-to-Device, D2D）通過在熱點地區或短距離覆蓋范圍內，通過終端間建立直接的通信，一方面可以減小傳輸時延；另一方面也可以進一步提升頻譜資源共享，進而提升系統容量和傳輸速率。

針對大容量物聯網，其主要目標是以極低的成本，支持每平方千米100萬的器件連接，并能夠實現設備低功耗。現有的4G蜂窩系統在物聯網方面正在持續優化完善，一定程度上滿足了大容量物聯網的需求。但是也有必要針對性地設計系統，采用新型多址和調制方式，優化信令和傳輸流程，以及引入D2D等靈活接入方式，以支持低成本、大連接。

針對高可靠物聯網，要求5G系統支持毫秒級的端到端業務時延（對應到空口約1ms），并保證網絡中任何時候，任何地點幾乎100%的通信可靠性。這些要求都很難在現有4G空口和網絡設計體系下達到，需要重新針對應用場景，優化設計空口和網絡，引入超短幀結構，以及D2D、Mesh網絡、新型調制等技術，確保網絡的時延和可靠性。以D2D為例，在得到網絡的授權后，兩個設備間可以直接通信，極大地縮短了端到端的傳輸時延，非常適合汽車安全與智能駕駛、本地工業控制等低時延場景。

綜上所述，大規模天線、新型多址接入、新型編碼調制、終端直通技術、超密集組網技術，以及毫米波高頻段通信等將成為滿足5G需求的主要無線傳輸技術。另外，信道建模是研究大規模MIMO，以及毫米波通信的基礎。未來，無論大規模天線，還是毫米波通信，天線系統將通常是一個在垂直維和水平維可以分解的多天線陣列系統，這就要求進一步研究三維（3D）空間上的MIMO信道模型。

5G關鍵技術與應用場景如表1.3所示。

需要說明的是，本書后續章節主要針對無線通信和信道編碼進行介紹，因此上面介紹的內容主要側重在無線接入網絡。對于5G核心網相關技術，如控制與轉發分離的軟件定義網絡（Software Defined Network, SDN）、移動邊緣計算（mobile edge computing）、網絡切片（network slice）、網絡功能重構、新型移動性管理、基于服務的新型網絡架構等關鍵技術研究都取得了很大進展，對于提升5G支持創新性業務能力起到重要作用，但是由于篇幅限制，這里不再贅述。

1.1.3 5G研究和標準化進展

自4G標準在ITU-R正式發布后，從2012年起，5G系統的概念和關鍵技術研究逐步成為移動通信領域的研究熱點。5G研究和標準化制定大致將經歷4個不同的階段，如圖1.3所示。

1．各國5G研究情況

目前，世界各主要國家都成立5G相關研究機構，力圖在5G的研究上取得先機，爭奪在標準化和產業化的主導權和領先地位。同時，各主要國際標準化組織也都啟動了5G標準化工作，給出了標準化時間計劃表和網絡商業部署。

例如，歐盟通過第7期框架計劃啟動名為METIS（Mobile and wireless communications Enablers for the 2020 Information Society）的5G科研項目，以及5G-PPP（5G Public-Private Partnership）計劃。旨在加速歐盟5G研究和創新，主導構建全球5G產業藍圖，確立歐盟在5G領域的國際領導地位。

2013年韓國成立了面向5G的研究組織5G Forum，包括來自韓國高校、企業及研究機構的成員。韓國還啟動了面向5G的“GIGA Korea”研發計劃，目標是在2020年建立能夠為用戶提供Gbps業務的智能ICT環境，能夠為人們提供隨時隨地的全新生活體驗。韓國已在2018年平昌冬奧會期間開展5G網絡試驗和對外展示。

日本在2013年9月依托日本國內的通信標準化組織無線工商業聯合會（Association of Radio Industries and Business, ARIB）成立了“2020 and Beyond AdHoc工作組”，現在共有30多家成員。其工作目標是研究2020年及未來移動通信系統的概念與基本功能、功能分布與架構、業務應用，以及推動國際合作。日本計劃在2020年奧運會之前提供5G商用服務。

為推動5G研發，我國在2013年2月由工業和信息化部、國家發展改革委和科技部聯合成立了IMT-2020（5G）推進組（簡稱推進組），集中國內產學研用優勢單位，聯合開展5G策略、需求、技術、頻譜、標準、知識產權研究、產業化及國際合作。同時通過科技部、工業和信息化部開展國家重大項目研發，推動5G技術研究和產業化工作。

2．主要標準化組織情況

1）ITU-R進展情況

國際電信聯盟ITU-R WP5D是專門負責地面移動通信業務的工作組，根據其3G（IMT-2000）、4G（IMT-Advanced）的標準化過程看，從標準醞釀準備到完成標準化，基本上歷經10年，通常有移動通信標準10年一代的說法。

2010年10月，WP5D工作組完成了4G技術的評估工作，并決定采納LTE-Advanced和OFDMA-WLAN-Advanced為IMT-Advanced國際4G核心技術標準。同年，WP5D啟動了面向2020年的業務發展預測報告起草工作，以支撐未來IMT頻率分配和后續技術發展需求。該報告預測結果顯示，移動數據流量呈現爆發式增長，遠遠超過了預期，IMT后續如何發展以滿足移動寬帶的快速發展成為該報告中提出的重要問題，5G的醞釀工作正式啟動。WRC12確立了WRC-151.1議題，討論為地面移動通信分配頻率，以支持移動寬帶的進一步發展。到WRC12之后，WP5D除了完成頻率相關工作，還啟動了面向5G的愿景與需求建議書開發，面向后IMT-Advanced的技術趨勢研究報告工作，以及6GHz以上頻段用于IMT的可行性研究報告。面向未來5G的頻率、需求、潛在技術等前期工作在ITU全面啟動并開展。2014年，WP5D制訂了初步5G標準化工作的整體計劃[15]，如圖1.4所示，并向各外部標準化組織發送了聯絡函。2015年，ITU-R完成了對5G的命名，決定5G在ITU正式命名為IMT-2020。

5G標準化整體分為3個階段，第一階段為前期需求分析階段，開展5G的技術發展趨勢、愿景、需求等方面的研究工作；第二階段是準備階段，2016―2017年，完成需求分析、技術評估方案的制訂，以及文稿提交模板和流程等的制訂，并發出技術征集通函；第三階段是提交和評估階段，2018―2020年，完成技術方案的提交、性能評估，以及可能提交的多個方案融合等工作，并最終完成詳細標準協議的制定和發布。

2）3GPP進展情況

3GPP確定從2016年3月啟動5G新空口（New Radio, NR）的研究和標準化制定工作，到2019年12月完成所有標準規范，持續R14、R15和R16三個版本。3GPP于2018年三季度向ITU-R提交第一個基于R15版本的初步5G技術方案，該版本包括了基本的eMBB和URLLC兩個應用場景的技術協議，以及核心網架構和協議，支持基于5G新空口的獨立組網以及LTE和NR聯合組網；并于2019年提交基于R16的全面滿足5G需求的增強型版本，包括3個應用場景及性能增強。