隨著4G技術在全球的規模部署，面向2020年及未來商用的5G技術研發也已全面啟動。全球主要國家和企業紛紛加大投入，積極爭奪5G發展主導權。在各方的全力推動下，全球5G研發取得了突飛猛進的發展，目前已經從概念與需求界定階段步入到了技術研究突破的關鍵階段。

　　在我國，由工信部、發改委和科技部聯合成立的IMT-2020(5G)推進組是推動5G技術研究和開展國際交流合作的重要平臺。近期，IMT-2020(5G)推進組發布《5G無線技術架構》和《5G網絡技術架構》白皮書，這也是繼2014年5月的《5G愿景和需求》白皮書，以及2015年2月的《5G概念》白皮書之后該推進組發布的最新白皮書，標志著我國5G研發已經邁入了新的階段。

　　5G國際標準化研究即將開啟

　　4G在全球方興未艾，5G研發卻早已展開。在全球各標準組織、運營商和廠商的推動下，5G研發已經取得了重要的階段性進展。

　　目前，業界已經基本確定了5G的需求及關鍵技術指標，普遍認為5G需求將擴大到物聯網領域。國際電聯將5G應用場景劃分為移動互聯網和物聯網兩大類，各個國家均認為5G除了支持移動互聯網的發展，還將解決海量的機器無線通信需求，極大地促進車聯網、工業互聯網等領域的發展。目前來看，亞洲國家市場的特點是移動互聯網與物聯網并重，而歐洲則更加強調5G解決物聯網的問題。無論如何，5G將會成為構建未來信息社會重要的基礎設施。

　　隨著需求和關鍵技術指標的確定，關于5G的標準化推進工作也將緊鑼密鼓地展開。據悉，ITU、3GPP等國際標準化組織已明確了5G工作時間表：國際電聯將于2015年6月完成5G愿景及關鍵技術指標，2017年開始征集5G國際標準，2020年計劃完成5G技術規范;作為國際移動通信的標準化組織，2015年3GPP確定了5G研究計劃，開始5G技術需求研究，2015年9月將啟動5G技術研討會，2016～2017年完成5G技術方案，2018～2019年完成5G技術規范。

　　經歷了2G追趕、3G突破和4G同步發展之后，我國移動通信的技術創新能力與產業競爭力快速提升。按照“以融入國際主流標準、使我國成為5G主導力量之一”的目標，IMT-2020(5G)推進組加快開展5G研發，4本白皮書的發布就是IMT-2020(5G)推進組的階段性重要成果。

　　面對全球5G標準化工作緊鑼密鼓開展的形勢，IMT-2020(5G)推進組也在積極跟進。推進組組長曹淑敏表示：“5G國際標準化研究即將開啟，推進組將組織做好5G技術、頻譜等研究工作，推動形成全球統一5G技術標準。同時，5G發展應突出需求引領，使5G技術盡早與行業深度融合，創新5G發展模式。”

　　設立全球統一標準已成共識

　　5G標準研發即將轟轟烈烈地展開，可以預見，各大廠商、運營商和標準化組織都將對其有所貢獻。而對于形成全球統一的5G技術標準，業界已形成共識。我國也在多種場合下表示，中國積極推動全球統一5G標準，并力爭成為5G標準的主導者之一。

　　“移動通信具有規模化發展、全球漫游的特性，使得在5G實現全球統一標準成為業界普遍共識。”工信部總工程師張峰認為，各國都非常注重5G國際合作與交流，我國應以更加開放的姿態，加強5G國際合作，共同推進全球5G發展。他指出，我國應進一步加強國際合作，推動形成全球統一的5G標準。

　　對于5G技術研發，張峰提出要加大5G研發力度，突破5G技術及產業薄弱環節，要加強相關重大科技項目、重大工程和科技計劃的協同，以IMT-2020推進組為平臺，發揮企業主體作用，支持5G關鍵核心技術研發，尤其是芯片、關鍵元器件等薄弱環節。同時，構建綜合試驗平臺，促進產業整體發展，爭取盡早實現商用。

　　物聯網、工業互聯網、車聯網等是5G支持的新領域和全球關注的新焦點。張峰提出，應加強5G與工業互聯、物聯網等融合創新的研究，做好對5G的技術需求分析，開展關鍵技術產品研發與應用示范驗證。要支持基礎電信企業與互聯網企業、行業用戶加強合作，積極探索和發展新技術、新產業、新業態、新模式。

　　除了標準盡快統一之外，頻譜也是決定5G商用進度的關鍵因素。眾所周知，隨著各種無線通信技術的商用，5G面臨著低頻段優質資源較少、頻譜分布較為零散的問題。頻率是移動通信發展的基礎，也是決定其成敗的關鍵。對于備受關注的頻譜問題，國際電聯將在2016年12月召開國際無線電大會(WRC-15)，為5G業務爭取新的頻譜。我國面向2020年還存在500MHz以上的頻率缺口，需要在WRC-15年大會上積極爭取，同時面向5G大流量、高密度需要有300MHz以上連續頻譜的支持，我國最好能夠在4GHz～6GHz頻段內尋找到適合的頻譜，同時在6GHz以上的頻段應積極開展頻率規劃研究工作。

　　與以往的移動通信系統相比，5G需要滿足更加多樣化的場景和極致的性能挑戰。歸納未來移動互聯網和物聯網的主要場景及業務需求特性，可提煉出連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接4個主要技術場景。

　　面對多樣化的5G場景，需要選擇合適的無線技術路線以指導5G標準化及產業發展。IMT-2020(5G)推進組在《5G無線技術架構》白皮書中提出，5G將基于統一的空口技術框架，沿著5G新空口(含低頻和高頻)及4G演進兩條技術路線，依托新型多址、大規模天線、超密集組網和全頻譜接入等核心技術，通過靈活的技術與參數配置，形成面向連續廣域覆蓋、熱點高容量、低時延高可靠和低功耗大連接等場景的空口技術方案，從而全面滿足2020年及未來的移動互聯網和物聯網業務需求。同時，4G演進空口應該能夠與5G新空口密切協作，通過雙連接等方式共同為用戶提供服務。

　　4G已在全球范圍內大規模部署，為了持續提升4G用戶體驗并支持網絡平滑演進，需要對4G技術進一步增強。在保證后向兼容的前提下，4G演進將以LTE/LTE-Advanced技術框架為基礎，在傳統移動通信頻段引入增強技術，進一步提升4G系統的速率、容量、連接數、時延等空口性能指標，在一定程度上滿足5G技術需求。

　　受現有4G技術框架的約束，大規模天線、超密集組網等增強技術的潛力難以完全發揮，4G演進路線無法滿足5G的極致性能需求。因此白皮書提出，5G需要突破后向兼容的限制，設計全新的空口，充分發掘各種先進技術的潛力，以全面滿足5G性能和效率指標要求，新空口將是5G主要的演進方向，4G演進將是有效補充。

　　其中，5G低頻(6GHz以下)新空口將采用全新的空口設計，引入大規模天線、新型多址、新波形等技術，支持更短的幀結構、更精簡的信令流程、更靈活的雙工方式，有效滿足廣覆蓋、大連接及高速等多數場景下的體驗速率、時延、連接數以及能效等指標要求;5G高頻(6GHz以上)新空口需要考慮高頻信道和射頻器件的影像，并針對波形、調制編碼、天線技術等進行相應的優化。

　　SDN和NFV將被引入

　　SDN和NFV這兩個實現控制域轉發分離、硬件與軟件分離的技術，在移動通信領域得到了越來越廣泛的應用。未來，其在5G領域也將擁有廣闊的前景。

　　《5G網絡技術架構》白皮書指出，5G網絡將以全新型網絡結構及SDN/NFV構建的平臺為主要特征。基于控制轉發分離和控制功能重構的技術設計新型網絡架構，提高網絡面向5G復雜場景下的整體接入性能;基于虛擬化技術按需編排網絡資源，實現網絡切片和靈活部署，滿足端到端的業務體驗和高效的網絡運營需求。

　　實現5G新型設施平臺的基礎是NFV和SDN技術，NFV通過軟件和硬件的分離，為5G網絡提供更具彈性的基礎設施平臺，組件化的網絡功能模塊實現控制功能的可重構。NFV使網絡功能與物理實體解耦，采用通用硬件取代專用硬件，可以方便快捷地把網元功能部署在網絡中任意位置，同時對通用硬件資源實現按需分配和動態伸縮，以達到最優的資源利用率。SDN技術實現控制功能和轉發功能的分離，控制功能的抽離和聚合，有利于通過網絡控制平臺從全局視角來感知和調度網絡資源，實現網絡連接的可編程。

　　白皮書認為，NFV和SDN技術在移動網絡的引入和發展，將推動5G網絡架構的革新，借鑒控制轉發分離技術對網絡功能進行重組，使得網絡邏輯功能更加聚合，邏輯功能平臺更加清晰。通過NFV和SDN技術，網絡功能將可以按需編排，運營商能根據不同場景和業務特征要求，靈活組合功能模塊，按需定制網絡資源和業務邏輯，增強網絡彈性和自適應性。

　　此外，多樣化的業務場景對5G網絡提出了多樣化的性能和功能要求。白皮書認為，5G核心網應具備向業務場景適配的能力，針對每種5G業務場景提供恰到好處的網絡控制功能和性能保證，實現按需組網的目的。網絡切片是實現按需組網的一種實現方式。

　　根據場景需求，網絡切片技術利用虛擬化將5G網絡物理基礎設施資源虛擬化為多個相互獨立平行的虛擬網絡切片。一個網絡切片可以視為一個實例化的5G核心網架構，在每個網絡切片內，運營商可以進一步對虛擬進行靈活的分割，按需創建子網絡。基于網絡切片技術所實現的按需組網，改變了傳統網絡歸責、部署和運營維護模式。

　　從4G到5G是一個持續演進的過程，而5G就是4G演進再加上一些新的技術。為此，在關注5G新技術的同時，我們還需要對LTE及其演進給予一定的關注。

　　談到5G技術，必須看到具體的解決方案需要和相應的應用場景結合，并不存在適用于各種場景的通用方案。比如要滿足高速率的要求，可能有必要把工作在更高頻段上的帶寬變得更寬;要滿足物聯網的通信需求，則需要將傳感器等設備連接到網絡中。

　　愛立信目前已經進行了多項5G測試和5G實驗，在實驗室獲得了5Gbit/s的峰值速度，現在愛立信已經把實驗擴展到了室外，通過在室外搭建實驗廠以進一步驗證和測量。

　　華為：新空口技術提升頻譜效率達300%

　　華為無線網絡產品線戰略總監余泉認為，不同代際的移動通信技術的進步主要體現在空口方面。華為今年3月份發布了5G新空口關鍵技術，4月份在全球分析師大會上發布了5G空口技術白皮書，這兩項內容均被IMT-2020(5G)推進組采納并作為主導技術寫入此次發布的白皮書。

　　余泉認為，5G重要技術包括三個方面：一是全頻譜接入，二是云化，三是新空口。余泉表示：“華為結合標準與產業趨勢提出了5G技術架構，在外場驗證中，在同樣天線和相同頻譜的條件下，華為建議的新空口關鍵技術可提升頻譜效率高達300%。”

　　中興：部分5G技術可以在4G上預先使用

　　中興首席科學家向際鷹介紹，中興在5G關鍵技術研究方面全面布局，在核心技術上重點投入。目前公司的5G研究涵蓋網絡架構設計、多天線技術、高頻通訊、IOT物聯網融合、新業務(如D2D、M2X、URC)等多個方面。

　　向際鷹認為，中興至少有4項5G技術可以用在4G網絡：一是Massive MIMO(大規模的多入多出天線陣列);二是MUSA，多用戶共享接入允許多個用戶復用相同的空口自由度，可顯著提升系統的資源復用能力;三是UDN(超密集小區)，運營商能夠將基站部署得更為密集，從而獲取更高的容量密度;四是核心網技術。2014年年中興就提出了Pre 5G的概念，基于現有終端，大大提高了吞吐效率。

　　高通：5G應用將擴展到D2D通信

　　高通高級副總裁Edward G.Tiedemann認為，與4G業務不同的是，5G將出現大量的物聯網應用以及物體和物體之間的直接通信(D2D，也稱終端直通技術)。

　　目前智能終端設備的種類日趨繁多，這些設備可支持的無線通信能力也越來越強，除了傳統的蜂窩通信之外，還可以借助于Wi-Fi、藍牙、LTE-D2D等技術實現終端設備間的直接通信。將兩者協同融合，可以衍生出更多新的應用場景，

　　隨著5G應用場景的多樣化以及頻譜的日漸分散化，運營商在業務部署時需要考慮到業務應用與頻段的結合。