王宇軒

摘要 作為4G網(wǎng)絡的延續(xù)與改革，5G網(wǎng)絡將引領未來網(wǎng)絡發(fā)展，如何更好地研究與發(fā)展5c網(wǎng)絡變得至關重要。本文從5G網(wǎng)絡研發(fā)現(xiàn)狀出發(fā)，指出其發(fā)展中存在的問題，并探討了我國SG網(wǎng)絡行業(yè)未來的發(fā)展策略。

【關鍵詞】5G網(wǎng)絡 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展策略

為加速和引導我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國家發(fā)改委于2017年12月印發(fā)的《國家發(fā)展改革委辦公廳關于組織實施2018年新一代信息基礎設施建設工程的通知》，將5G規(guī)模組網(wǎng)建設及應用示范工程作為國家新一代信息基礎設施建設工程重點發(fā)展領域之一。此前，美國政府也發(fā)布了關于5G網(wǎng)絡的戰(zhàn)略文件，一場關于5G網(wǎng)絡領導地位的爭奪戰(zhàn)正在世界范圍內(nèi)展開。5G網(wǎng)絡擁有體積小、速度快、功能強大、可靠性高等特點，其發(fā)展完善將使我國通信網(wǎng)絡朝著更加智能化、廣帶化、泛在化、融合化、綠色節(jié)能化的方向發(fā)展。因此，SG網(wǎng)絡現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的研究對于規(guī)范行業(yè)標準、正確引導行業(yè)發(fā)展有著重要意義。

1 5G網(wǎng)絡的含義和特征

1.1 含義

5G網(wǎng)絡是英文“5th-generation”的縮寫，意指第五代移動網(wǎng)絡通信技術。5G網(wǎng)絡概念的提出代表著人們對于移動通信網(wǎng)絡更高層次的需求，通過移動通信技術的不斷革新發(fā)展和更高標準的制定達到無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中各個成員的高級別新目標。5G網(wǎng)絡與傳統(tǒng)意義上的通信網(wǎng)絡（2G、3G、4G還有Wi-Fi）均有所不同，它代表了對現(xiàn)有技術的融合以及新技術集成接入后的總稱。從另一方面來說，第五代移動網(wǎng)絡通信技術是一個全面深入的融合網(wǎng)絡技術。而這種融合網(wǎng)絡的運用范圍也更加廣泛，它將使人與人、人與物、物與物更加安全、快捷、高速的鏈接在一起。

1.2 特征

和上一代4G網(wǎng)絡相比，5G網(wǎng)絡相具有速率極高（eMBB），容量極大（mMTC），時延極低（URLLC）三個特征。5G網(wǎng)絡以4G網(wǎng)絡良好的技術架構為依托，使用大規(guī)模天線傳輸高頻信號，在低頻段進行信息傳輸。相對于4G網(wǎng)絡最高每秒150Mb的傳輸速度，5G網(wǎng)絡將達到15Gb每秒。5G通信網(wǎng)絡的大容量的特點將在廣域物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中起著關鍵作用，它是物聯(lián)網(wǎng)中各個節(jié)點通信成本變低，使得節(jié)點自身的生存周期得到極大提升。初代技術LTE網(wǎng)絡有效提升了網(wǎng)絡速率，并把網(wǎng)絡時延降低到了lOOms以下，這給高要求的應用（實時游戲、視頻通信）提供了可能。5G網(wǎng)絡在這方面有了長足進步和提升，達到了新高度。這將為那些更高精度的工作（智能制造、無線物聯(lián)）提供服務。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

5G網(wǎng)絡作為無線網(wǎng)絡未來發(fā)展的重中之重，我國已成立IMT-2020推進組并針對5G網(wǎng)絡的候選頻率、相關標準化以及關鍵技術進行研究，且在2014年和2016年相繼發(fā)布《5G遠景與需求白皮書》《5G概念白皮書>。5G網(wǎng)絡發(fā)展規(guī)劃期為2013-2020年，分為：基礎研究、標準化、商業(yè)化三個階段進行。我國5G網(wǎng)絡發(fā)展以政府為主導，以國家重大科技專項為依托，由IMT-2020推進組負責具體研究推進。雖然我國在5G網(wǎng)絡發(fā)展方面取得了長足進步和開拓性發(fā)展，并于2018年1月16日在北京召開了5G網(wǎng)絡技術研發(fā)第三階段規(guī)范發(fā)布會，但相關關鍵技術、行業(yè)標準、設備、市場各方面都與5G網(wǎng)絡商業(yè)化還有不小差距。

近年來世界各國都投入巨額人力物力進行5G技術研究，也都初顯成效。歐盟作為通信技術的引領者，主要得益于全球規(guī)模最大的研發(fā)計劃--FP。為扶植和推進5G網(wǎng)絡技術發(fā)展，歐盟在其最新計劃中設置了多個面向相關專項課題;美國雖然沒有一個國家層面上的統(tǒng)一推進計劃，但各個企業(yè)、高等院校都積極參與研究，實力同樣不容小覷。無線通信網(wǎng)業(yè)界一致認為“移動互聯(lián)網(wǎng)”與“物聯(lián)網(wǎng)”將成為5G網(wǎng)絡的支柱產(chǎn)業(yè)。移動通信網(wǎng)絡己融入我們生活的方方面面，物聯(lián)網(wǎng)也己將世界萬物緊緊連接在一起，其未來發(fā)展對我們乃至整個人類至關重要。雖然國家高度重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并將其上升到國家戰(zhàn)略高度，但我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)起步較晚，一些技術和標準不夠完善，這在一定程度上制約了5G技術的發(fā)展。

3 存在問題

我們已經(jīng)可以預見到5G網(wǎng)絡將在未來的生活和工作中扮演重要角色，這也使得整個行業(yè)遇到的問題的解決變得刻不容緩。國家必須緊跟時代步伐，牢牢抓住發(fā)展方向和發(fā)展機遇，并立足國情，大力改革創(chuàng)新，有針對性的搭建實驗平臺，建立統(tǒng)一標準，解決關鍵問題，才能有效保證5G行業(yè)的健康、快速、持續(xù)發(fā)展，從而為我國5G技術的廣泛應用奠定基礎。

3.1 行業(yè)標準不統(tǒng)一

移動通信行產(chǎn)業(yè)標準和產(chǎn)業(yè)發(fā)展息息相關，一個嚴謹規(guī)范且統(tǒng)一的好標準將給產(chǎn)業(yè)帶來極大的積極影響。SG網(wǎng)絡標準之爭的實質(zhì)是未來網(wǎng)絡發(fā)展主導權和國家未來發(fā)展方向主導權之爭，在5G網(wǎng)絡標準制定上擁有了話語權，也就意味著在國內(nèi)相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上擁有了主導權。正如TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊所言：“未來5G領域的標準之爭除了取決于技術和市場的選擇，更是國家利益的博弈。”雖然統(tǒng)一行業(yè)標準能避免產(chǎn)業(yè)和市場的分裂，實現(xiàn)全球資源的共享，但涉及但各國的利益和權益，各國關于5G行業(yè)標準之爭從來沒有停止，這給行業(yè)標準的統(tǒng)一之路帶來了障礙，同時也制約了與其相關的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.2 5G頻譜資源短缺

我國作為世界人口基數(shù)第一的國家，通信行業(yè)的快速發(fā)展帶來了使用移動電話的用戶數(shù)量激增。與之相應的是：移動數(shù)據(jù)流量增長、海量的設備接入、層出不窮的新應用和場景都需要相應數(shù)量的頻譜。根據(jù)權威預測我國在達到5G商業(yè)化所需要的頻譜總需求是1490到1810MHz，而現(xiàn)在還存在著800到1000MHz的缺口，這對我國未來的產(chǎn)業(yè)需求提出了更高的考驗。

3.3 5G網(wǎng)絡構架問題

根據(jù)IMT-2020發(fā)布的需求白皮書，5G網(wǎng)絡應滿足靈活可拓展、智能優(yōu)化、傳輸效率高、設備接入能力強、低成本等的特點，以滿足未來5G網(wǎng)絡多樣化需求。未來5G網(wǎng)絡將實現(xiàn)長期的多網(wǎng)共存和相互融合，而現(xiàn)有網(wǎng)絡架構難以滿足其需要，例如多網(wǎng)共存導致的兼容性問題，這會使得5G網(wǎng)絡操作復雜且低效，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的海量性將會使網(wǎng)絡的移動互聯(lián)、資源協(xié)作、網(wǎng)絡管理等諸多方面面臨巨大考驗，還有“互聯(lián)網(wǎng)+”這一現(xiàn)象讓移動通信技術與其他行業(yè)變得密不可分，如電網(wǎng)、制造、醫(yī)療等。這些都對5G網(wǎng)絡的時延、成本、功耗提出了更高更多樣化要求。

4 未來發(fā)展的策略

4.1 加大政府對行業(yè)的投入和引導

作為國家重點戰(zhàn)略項目，5G網(wǎng)絡的研發(fā)和應用為提升我國在國際通信網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)話語權的提供了巨大良機。政府應該加大對產(chǎn)業(yè)科研人員和科研資金的投入，加快產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展，同時結合產(chǎn)業(yè)特點加強在市場中的引導功能，切實發(fā)揮好政府在市場中的作用，發(fā)揮企業(yè)的自主研判、自我決策能力，并且建立健全相關制度，為行業(yè)建立一個健康、充滿活力的發(fā)展環(huán)境，為SG網(wǎng)絡推廣和應用打下堅實基礎，從而創(chuàng)造更高效益。

4.2 加大科研投入，建立統(tǒng)一標準

一個被世界認可的統(tǒng)一標準是整個行業(yè)健康發(fā)展的堅實基礎，標準的統(tǒng)一化可以為提升產(chǎn)業(yè)鏈的健壯性和共享全球市場資源提供有力幫助。國家應該加大科研人員和資金的投入，加快我國產(chǎn)業(yè)標準的研究。各國標準制定需要參照的國情環(huán)境、產(chǎn)業(yè)具體情況等都有所不同，所以要想快速建立一個全球認可的統(tǒng)一標準不太現(xiàn)實。但我們只要抓住定義系統(tǒng)關鍵性能指標 KPI（具體表現(xiàn)為傳輸速率、時延、可靠性等8個標準）就能快速推進統(tǒng)一標準化進程。

4.3 加強網(wǎng)絡頻譜監(jiān)管和網(wǎng)絡構架優(yōu)化

5G網(wǎng)絡的快速發(fā)展必然帶來用戶基數(shù)進一步增加和不計其數(shù)的數(shù)據(jù)流動，帶來的是頻譜資源的匱乏。結合己占用頻譜和5G用戶多樣化的需求，高低配結合的使用方式是SG網(wǎng)絡的必然結果。為保證匱乏的頻譜資源不再限制行業(yè)發(fā)展，行業(yè)不僅要深度挖掘現(xiàn)有頻率資源，更要發(fā)掘新頻率，同時促進新技術的成熟，實現(xiàn)高效安全的多頻率復用。優(yōu)化網(wǎng)絡架構可以通過網(wǎng)絡的本地化降低時延、多網(wǎng)融合和多連接增加資源利用率、效率優(yōu)化以降低運營成本。

5 結語

5G網(wǎng)絡雖然在近年來發(fā)展較快，但是由于相關技術不夠成熟、統(tǒng)一標準沒有形成，5G網(wǎng)絡距離商業(yè)化、走進普通人的日常生活還有不小一段距離。然而不可否認的是，5G網(wǎng)絡的發(fā)展與成熟將帶了巨大的市場效益和社會效益，對于造福人類，推動社會發(fā)展有著重要作用。所以，相關科研人員務必加快研究，對現(xiàn)有問題全面分析，完善技術和標準。另一方面，國家加強對整個行業(yè)的引導和監(jiān)管作用，從而最終實現(xiàn)5G網(wǎng)絡技術的可持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻

[1]孫華.物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展策略探析[J].無線互聯(lián)網(wǎng)絡，2017 （24）： 27-28.

[2]青島財經(jīng)網(wǎng).5G標準之爭能否迎來“中國時刻”[EB/OL].ht tp：//finance.ifeng. com/a/2 0171009/15713 037—0.sht.2017-10-9.

[3]劉光溢，方敏，關皓.5G移動通信系統(tǒng)：從演進到革命[M].人民郵電出版社，2016-11（01）：87-96.