5G有望2020年商用 频谱利用率有待提升

4G刚刚走近普通消费者，5G就已经在到来的路上。在近日举办的2015IMT-20205G峰会上，中国信息通信研究院发布了《5G网络技术架构白皮书》，预计到2020年，5G网络有望大规模商用。5G的到来，意味着人们的经济生活将从过去的移动互联网扩展到“万物互联”。相比于3G/4G，5G的意义不仅在于网速的提升，更值得期待的是，通过高速移动宽带创造出的低时延、高可靠场景，将被应用于移动医疗、无人驾驶等领域，掀起信息通信应用的革命。
　　信息通信技术的更新换代需要技术进步、市场需求以及发展政策等多方面合力推动，5G从试验网的探索、应用的开发到正式商用还面临着诸多挑战。尤其当前国内2G/3G/4G网络多方共存，在移动通信频谱资源日益短缺的背景下，5G网络的频谱划分将是一个难题。
　　4G网络未普及5G已将至
　　移动通信从1G到4G，每次的演进都给人们的日常生活带来了翻天覆地的变化，从4G到5G，将酝酿着怎样的改变？据英国《每日邮报》报道，英国萨里大学的科学家在今年初研发了最新、最快的5G网络技术，每秒可传送约125GB的数据，比目前的4G技术快了6.5万倍！如果用下载电影来形容这样的网速，那就是每秒可下载现在的30部电影。
　　尽管通信业内对5G的定义还有些“说不清道不明”，但是电信设备厂商、运营商等产业链上的主导厂商都将5G的研究重点放在了关键性技术和相关标准的制定和统一上。比如华为提出5G网络的三大特征：网络传输速度比4G快10-100倍、网络时延从4G的50毫秒缩短到1毫秒、满足1000亿量级的网络连接。这样的概括基本得到了业内认可。
　　4G刚刚开始普及，各大厂商就已经在5G上摩拳擦掌，目前对5G的研究是否过早？从通信业的发展轨迹看，除1G以外，其他的不同代际网络制式都是共存的，换代的时间越来越短。1G、2G、3G、4G之间的换代间隔时间分别为12年、10年、8年，因此，从4G到5G，预计只要6年。事实上，国内三大运营商已投入巨资进行5G的研究，目前已经在5G需求、愿景、关键技术等方面取得了积极的进展。而华为、中兴、爱立信
等设备商也在全力开发5G技术，这些技术将支撑移动连接的未来。大多数公司希望2018年能测试某种5G技术。
　　谁在5G研究方面走得越快、越好，谁就能够在未来的市场竞争中占得先机。据工信部通信发展司司长闻库介绍，目前欧洲、日本、韩国、中国的5G研发速度可以说是全球最快的，国内两年前成立的专门从事5G研发的IMT-2020工作组，目前在5G技术探讨与应用分析上已有较大进展。而爱立信亚太区标准及无线技术与战略总监HakanOhlsen在接受媒体专访中也认为，“从技术、样品研发到应用场景的定义、标准的制定等，有关国家、国际组织和企业都在积极推进，2020年商用是非常现实可行的。”
　　调整模式应对流量爆炸增长
　　根据中国信息通信研究院发布的《5G网络技术架构白皮书》，5G商用时间基本上可以划分为：第一阶段，到2015年底完成宏观描述；第二阶段是2016年到2017年底的技术准备阶段；第三阶段，从2017年底开始，各国和国际组织可向ITU提交候选技术，并力争达成一致，2020年底ITU将发布正式的5G标准，并进入商用。
　　就目前移动通信技术演进来说，业内存在着两种4G向5G演进的路径：一是从现有的LTE演进到LTE-A，进而向5G推进；二是在WLAN技术上演进，发挥其无线宽带的更大性能。除此之外，不排除第三种路线，即LTE和WLAN之外的革命性技术。
　　对于普通消费者来说，更关注的是5G将带来怎么的改变。显然，速率已经不是5G要重点解决的问题。事实上，从3G开启的移动宽带之旅开始，移动数据传输速率就在不断提升，现在已实现的高达1Gbps的速率，可以满足绝大多数移动数据业务和应用的需求。5G所要解决的问题将集中在改变以往以技术为中心的模式，实现以用户体验为中心，即通过多种无线技术和网络的融合，满足数据流量爆炸式增长的需求。
　　基于5G网络的应用模式，业内专家描述着这样一幅场景：移动终端周围的所有网络、资源都可以按照需求轻松地“顺手拈来”；亦或是吃着火锅，吹着牛，无断点的看着AVI视频。而我们只需解决电源问题，剩下的都将由网络自动完成。当然，这只是一个缩影，5G是移动通信发展的崭新舞台，当“万物互联”通过5G网络成为现实之时，用户对信息生活的需求已经从网络本身转移到各种智能化的应用上。
　　数字洪流冲击有限频谱资源
　　正如工信部总工程师张峰在2015IMT-20205G峰会上所言，“5G应用场景将从移动互联网扩展到互联网领域，需要全新的网络架构和无线技术方向以同时满足移动互联网和互联网的需求，为解决5G多样化应用场景提供了保障，既带来了巨大的技术挑战，也孕育了巨大的创新空间”。
　　5G将带来怎样的改变？目前来看还有很大的想象空间，但有一点是可以肯定的，数字洪流必然会伴随着5G而来。流媒体、云、社交网络、VOIP等的出现开始改变人们的生活，使用户对移动宽带速率的需求极速提升，从而刺激着网络管道流量的需求增长，移动通信频谱的价值越发凸显，频谱资源的缺口也将越来越大。在全球频谱资源日渐枯竭、建网成本日益增长的今天，移动通信发展向着越来越高的频段索要频谱。目前，3.5GHz已经成为全球移动运营商进行LTE建网的关注焦点，而未来的5G，将于何处安身？
　　显然，获得更多的频谱资源将成为推动5G发展的重要因素。单单从技术上来说，据了解，在目前的5G架构技术上，华为提出的新空口关键技术在外场验证中，达到了提升频谱效率300%的目标。不过，对于国内的电信运营商来说，5G发展不仅仅需要考虑技术问题，当中还有政策的博弈。要从容应对4G向5G演进带来的产业格局的调整，业内专家认为，一方面要对原有频谱资源进行重耕，比如将原来的GSM/CDMA网络清频退网，用于更高效率的LTE；另一方面寻找新的频谱资源，用于支撑移动宽带业务的爆发性增长。一般而言，移动通信的原理是过高频段在覆盖和穿透能力方面欠佳，这无疑将大幅增加运营商的建设和运维成本，甚至是得不偿失。如何获得高效的频谱资源，考验着国内运营商和监管部门的政策制定。