2.2　5G愿景

2.2.1　5G總體愿景

移動通信已經深刻地改變了人們的生活，但人們對更高性能移動通信的追求從未停止。為了應對未來爆炸性的移動數據流量增長、海量的設備連接、不斷涌現的各類新業務和應用場景，第五代移動通信（5G）系統將應運而生。

5G將滲透到未來社會的各個領域，以用戶為中心構建全方位的信息生態系統。5G將使信息突破時空限制，提供極佳的交互體驗，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴；5G將拉近萬物的距離，通過無縫融合的方式，便捷地實現人與萬物的智能互聯；5G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，最終實現“信息隨心至，萬物觸手及”的總體愿景，如圖2.2所示。

2.2.2　5G網絡的特征

為了滿足未來用戶、業務、網絡的新需求，必然要求5G具有更多、更先進的功能，實現無時不在、無所不在的信息傳遞。因此，未來5G是一個廣帶化、泛在化、智能化、融合化、綠色節能的網絡。

（1）網絡廣帶化，滿足用戶需求。

終端的快速發展以及各類新應用的產生將會刺激移動業務數據量的飛速增長。隨著技術發展和行業融合，移動互聯網產業將會繼續呈現快速增長的態勢，用戶對于移動網絡帶寬和傳輸速率需求將更大。未來幾年，移動業務量更是以指數級增長，如ITU-R第5研究組預測，到2020年移動業務總量相比2010年增加4 480倍。因此，為了滿足未來用戶和業務的發展需求，5G將具有超高容量。

（2）網絡泛在化，適應移動互聯網發展。

在移動智能終端和移動互聯網業務應用所呈現的發展態勢下，互聯網業務的發展日新月異。

移動超高清視頻播放：隨著移動智能終端和移動互聯網的發展，越來越多的用戶希望在任何時間和任何地點都能通過移動終端觀看視頻。隨著移動網絡能力的提升，移動視頻的服務質量將提升到新的高度。

增強現實：借助智能手機和智能穿戴式移動通信設備，通過移動通信網絡實時反饋給用戶海量的虛擬信息，有效幫助用戶感知和認識真實世界。

未來5G網絡的泛在化將滿足各種類型互聯網業務的個性化需求，提供無所不在的智能信息服務、無所不在的連接。

（3）網絡智能化，提升網絡資源效率。

未來，5G網絡數據流量和信令流量將呈現爆炸式增長，面對挑戰，通過網絡智能化，才能最大化每比特收益，實現網絡資源、用戶體驗和收益的和諧發展。未來，網絡的智能化主要體現在頻譜智能化、網絡架構智能化、網絡管理智能化、流量管控智能化。

頻譜智能化：目前，我國的頻譜資源是通過固定方式分配給不同的無線電部門的，頻譜資源的利用高度不均衡。因此，未來可以使用新技術智能化地使用頻譜，如基于認知無線電技術（CRS）對所處的電磁環境進行實時監測、尋找空閑頻譜使用、通過動態頻譜共享提高無線頻譜的利用效率。

網絡架構智能化：隨著互聯網業務的爆炸式增長、服務器虛擬化，以及各種云計算業務不斷出現，傳統網絡已不再適應。由于SDN具有控制和轉發分離、設備資源虛擬化、通用硬件及軟件可編程三大特征，因此，未來可以利用SDN理念改造現有無線網，以更加智能、更加靈活的方式提供新業務。

網絡管理智能化：移動通信發展到LTE階段，為實現高帶寬，網絡越來密集，如果采用傳統的人工維護，則不僅工作量大，而且成本很高。為了減少網絡建設成本和運維成本，提出了SON功能，主要包括自配置、自優化、自修復，綜合傳統運維手段并將其智能化，提升網絡管理效率。現階段，SON功能主要用在LTE網絡。未來，5G將會存在多制式并存場景。SON功能將擴展到多制式之間的研究，在更多的方面提升管理智能化，大幅度降低網絡運營成本。

流量管控智能化：在網絡中，流量分布存在極不均衡的場景，如在一些區域，在個別時間，有很多用戶同時使用P2P業務等，占用大量帶寬，網絡系統忙閑流量差異巨大，導致網絡資源利用率很低。電信運營商提出了“智能管道”的戰略，通過“開源”和“節流”來吸引業務量，保證用戶體驗。對于LTE網絡部署，同樣采用智能管道的措施。例如，LTE-Advanced中的HetNet（異構網絡）可有效提高小區邊緣速率和小區平均吞吐量，并適合業務量時空分布不均衡的情況，有效吸收熱點地區業務。在進行LTE建設的同時考慮PCC（策略和計費控制）的引入，使運營商第一次具備有效和完備的移動智能管道控制能力，并借助該技術有效地調節和均衡數據流量。未來業務的發展將會給網絡帶來更多的流量，但仍然需要智能化流量管控來提高網絡資源效率。

（4）網絡融合化，推進網絡演進。

隨著全球信息產業的發展，5G將是更加融合的發展趨勢：首先是電信網、廣播電視網、互聯網三網融合推動業務發展，為用戶提供更多的增值價值；其次是2G、3G、4G多制式網絡融合，實現電信網絡資源共享，實現投資利益最大化。

三網融合：電信網、廣播電視網、互聯網三網融合，在給人們的生活帶來巨大便利的同時，也給網絡帶來新的挑戰。三網融合要求扁平化和透明化的網絡架構，同時對網絡容量需求有大幅提高。三網融合業務逐步放開，將引發接入網、核心網的流量激增。由于未來5G具有超高的傳輸能力、超高容量、超可靠性的特點，因此將會產生更多的新技術、新的傳輸方式，為三網融合的進程添磚加瓦。

多制式網絡融合：伴隨移動通信的發展，5G時代將會是2G、3G、4G、5G等多制式網絡并存的局面，因此，在保證用戶體驗的情況下，提升網絡資源效率顯得尤為重要。一是網絡內各盡其責：2G、3G優先疏通語音業務，在保證語音業務的前提下，可適度承載數據業務。4G網絡TDD+FDD主要承載數據業務，WLAN作為無線蜂窩網絡承載移動數據業務的重要補充。二是網絡間協調發展：各網絡間相互協同，優勢互補，實現低成本高效率的協調均衡發展。針對網絡業務分布的不均衡性，根據網絡負荷、業務類型進行網絡動態選擇，提升網絡流量價值。例如，當WLAN負荷高而蜂窩網負荷輕時，可以根據網絡負荷情況動態選擇蜂窩網承擔用戶的數據業務，在保證用戶體驗不受影響的情況下，實現不同網絡之間的動態負載均衡。

（5）綠色節能，降低網絡能耗。

就移動通信而言，提升通信網絡的節能環保性能，建設綠色移動網絡，實現與環境的和諧發展已成為通信產業的共識。當前，基站建設規模逐年擴大，基站年耗電量隨之劇烈增長，不但帶來較大的運營成本負擔，而且給環境帶來污染。未來，5G網絡基站之間距離更近，異構網絡更加普及。在保證用戶感受不受影響的前提下，將會采用更加有效的節能技術，有效降低網絡的整體能耗，實現綠色環保的移動通信運營，如有源天線技術將有源器件與天線集成為一體，實現電磁波產生、變換、發射和接收等系統的裝置。由于有源天線將射頻緊密集成到天線中，沒有饋線損耗，在保證相同輸出功率的情況下，功耗更小，基站的射頻部分置于塔上自然散熱，有效降低移動網絡的功耗，起到節能環保的作用。