5G 技术三大关键效率需求现状分析

       参考中国报告网发布《2017-2022年中国通信工程行业市场发展现状及十三五投资战略分析报告》

       5G 的三个关键的效率需求包括频谱利用效率、能耗效率和成本效率。具体来说，5G 在频谱效率、能源效率和成本效率的提升需求在十倍甚至百倍以上，关键技术加速催化。

       5G 的性能指标主要从用户体验速率（bps）、连接数密度（1/Km2）、端到端时延（ms）等方面提出要求。

       我国提出的“5G 之花”9 个技术指标，被ITU 接受了8 个。

       5G 的主要技术场景包括连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个方面，其面临的挑战及所需关键技术如下表所示。

       其中，前两个场景主要满足未来的4G 移动互联网业务需求，后两个场景主要面向物联网业务，是5G 新拓展的场景。

       5G 技术路线及进度。在5G 无线技术路线方面，IMT 推进组融合了4G 继续演进和创新元素，明确5G 空口的技术路线可以分为两部分：5G 新空口（低频和高频）和4G 演进空口，其中前者是主要方向。5G 低频新空口将采用全新的空口设计，引入大规模天线、高频段通信、新型多载波、先进编码等先进技术，有效满足更加多样化的指标要求；5G 高频新空口需要考虑高频信道和射频器件的影响，并针对波形、调制编码、天线技术等进行相应的优化。下图为5G 无线技术路线及主要场景。而在4G 演进方面，LTE/LTE-A 已在全球范围内大规模部署，仍需在传统移动通信频段引入增强技术从而提高性能，使其满足5G技术需求。

       结合两条路线的特点，5G 应尽可能基于统一的技术框架进行设计，并针对不同场景的技术需求，通过关键技术和参数的灵活配置形成相应的优化技术方案。

       在5G 空口技术框架中，多天线技术可支持配置大规模天线，并通过多用户MIMO（多输入输出）技术，支持更多用户的空间复用传输，数倍提升系统频谱效率。多载波和MIMO 技术是4G 升级为5G 的关键，在基站天线增长上起了重要作用。

       ITU-R 成立WP5D 工作组，为确定5G 国际标准和推动全球协调5G 频谱工作，并在2014 年2 月会议上提出了面向2020 年及未来的“IMT-2020 工作计划”主要内容包括5 个阶段10 个步骤，预计将于2020 年底开始具备商用能力。

       目前，5G 无线技术第一阶段的实验已经完成，最受各大参与方关注的是大规模天线、高频段通信和新型多载波三个方面。