2.2　5G愿景

2.2.1　5G总体愿景

移动通信已经深刻地改变了人们的生活，但人们对更高性能移动通信的追求从未停止。为了应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景，第五代移动通信（5G）系统将应运而生。

5G将渗透到未来社会的各个领域，以用户为中心构建全方位的信息生态系统。5G将使信息突破时空限制，提供极佳的交互体验，为用户带来身临其境的信息盛宴；5G将拉近万物的距离，通过无缝融合的方式，便捷地实现人与万物的智能互联；5G将为用户提供光纤般的接入速率，“零”时延的使用体验，千亿设备的连接能力，超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，业务及用户感知的智能优化，同时将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最终实现“信息随心至，万物触手及”的总体愿景，如图2.2所示。

2.2.2　5G网络的特征

为了满足未来用户、业务、网络的新需求，必然要求5G具有更多、更先进的功能，实现无时不在、无所不在的信息传递。因此，未来5G是一个广带化、泛在化、智能化、融合化、绿色节能的网络。

（1）网络广带化，满足用户需求。

终端的快速发展以及各类新应用的产生将会刺激移动业务数据量的飞速增长。随着技术发展和行业融合，移动互联网产业将会继续呈现快速增长的态势，用户对于移动网络带宽和传输速率需求将更大。未来几年，移动业务量更是以指数级增长，如ITU-R第5研究组预测，到2020年移动业务总量相比2010年增加4 480倍。因此，为了满足未来用户和业务的发展需求，5G将具有超高容量。

（2）网络泛在化，适应移动互联网发展。

在移动智能终端和移动互联网业务应用所呈现的发展态势下，互联网业务的发展日新月异。

移动超高清视频播放：随着移动智能终端和移动互联网的发展，越来越多的用户希望在任何时间和任何地点都能通过移动终端观看视频。随着移动网络能力的提升，移动视频的服务质量将提升到新的高度。

增强现实：借助智能手机和智能穿戴式移动通信设备，通过移动通信网络实时反馈给用户海量的虚拟信息，有效帮助用户感知和认识真实世界。

未来5G网络的泛在化将满足各种类型互联网业务的个性化需求，提供无所不在的智能信息服务、无所不在的连接。

（3）网络智能化，提升网络资源效率。

未来，5G网络数据流量和信令流量将呈现爆炸式增长，面对挑战，通过网络智能化，才能最大化每比特收益，实现网络资源、用户体验和收益的和谐发展。未来，网络的智能化主要体现在频谱智能化、网络架构智能化、网络管理智能化、流量管控智能化。

频谱智能化：目前，我国的频谱资源是通过固定方式分配给不同的无线电部门的，频谱资源的利用高度不均衡。因此，未来可以使用新技术智能化地使用频谱，如基于认知无线电技术（CRS）对所处的电磁环境进行实时监测、寻找空闲频谱使用、通过动态频谱共享提高无线频谱的利用效率。

网络架构智能化：随着互联网业务的爆炸式增长、服务器虚拟化，以及各种云计算业务不断出现，传统网络已不再适应。由于SDN具有控制和转发分离、设备资源虚拟化、通用硬件及软件可编程三大特征，因此，未来可以利用SDN理念改造现有无线网，以更加智能、更加灵活的方式提供新业务。

网络管理智能化：移动通信发展到LTE阶段，为实现高带宽，网络越来密集，如果采用传统的人工维护，则不仅工作量大，而且成本很高。为了减少网络建设成本和运维成本，提出了SON功能，主要包括自配置、自优化、自修复，综合传统运维手段并将其智能化，提升网络管理效率。现阶段，SON功能主要用在LTE网络。未来，5G将会存在多制式并存场景。SON功能将扩展到多制式之间的研究，在更多的方面提升管理智能化，大幅度降低网络运营成本。

流量管控智能化：在网络中，流量分布存在极不均衡的场景，如在一些区域，在个别时间，有很多用户同时使用P2P业务等，占用大量带宽，网络系统忙闲流量差异巨大，导致网络资源利用率很低。电信运营商提出了“智能管道”的战略，通过“开源”和“节流”来吸引业务量，保证用户体验。对于LTE网络部署，同样采用智能管道的措施。例如，LTE-Advanced中的HetNet（异构网络）可有效提高小区边缘速率和小区平均吞吐量，并适合业务量时空分布不均衡的情况，有效吸收热点地区业务。在进行LTE建设的同时考虑PCC（策略和计费控制）的引入，使运营商第一次具备有效和完备的移动智能管道控制能力，并借助该技术有效地调节和均衡数据流量。未来业务的发展将会给网络带来更多的流量，但仍然需要智能化流量管控来提高网络资源效率。

（4）网络融合化，推进网络演进。

随着全球信息产业的发展，5G将是更加融合的发展趋势：首先是电信网、广播电视网、互联网三网融合推动业务发展，为用户提供更多的增值价值；其次是2G、3G、4G多制式网络融合，实现电信网络资源共享，实现投资利益最大化。

三网融合：电信网、广播电视网、互联网三网融合，在给人们的生活带来巨大便利的同时，也给网络带来新的挑战。三网融合要求扁平化和透明化的网络架构，同时对网络容量需求有大幅提高。三网融合业务逐步放开，将引发接入网、核心网的流量激增。由于未来5G具有超高的传输能力、超高容量、超可靠性的特点，因此将会产生更多的新技术、新的传输方式，为三网融合的进程添砖加瓦。

多制式网络融合：伴随移动通信的发展，5G时代将会是2G、3G、4G、5G等多制式网络并存的局面，因此，在保证用户体验的情况下，提升网络资源效率显得尤为重要。一是网络内各尽其责：2G、3G优先疏通语音业务，在保证语音业务的前提下，可适度承载数据业务。4G网络TDD+FDD主要承载数据业务，WLAN作为无线蜂窝网络承载移动数据业务的重要补充。二是网络间协调发展：各网络间相互协同，优势互补，实现低成本高效率的协调均衡发展。针对网络业务分布的不均衡性，根据网络负荷、业务类型进行网络动态选择，提升网络流量价值。例如，当WLAN负荷高而蜂窝网负荷轻时，可以根据网络负荷情况动态选择蜂窝网承担用户的数据业务，在保证用户体验不受影响的情况下，实现不同网络之间的动态负载均衡。

（5）绿色节能，降低网络能耗。

就移动通信而言，提升通信网络的节能环保性能，建设绿色移动网络，实现与环境的和谐发展已成为通信产业的共识。当前，基站建设规模逐年扩大，基站年耗电量随之剧烈增长，不但带来较大的运营成本负担，而且给环境带来污染。未来，5G网络基站之间距离更近，异构网络更加普及。在保证用户感受不受影响的前提下，将会采用更加有效的节能技术，有效降低网络的整体能耗，实现绿色环保的移动通信运营，如有源天线技术将有源器件与天线集成为一体，实现电磁波产生、变换、发射和接收等系统的装置。由于有源天线将射频紧密集成到天线中，没有馈线损耗，在保证相同输出功率的情况下，功耗更小，基站的射频部分置于塔上自然散热，有效降低移动网络的功耗，起到节能环保的作用。