《2020图解5G技术应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020图解5G技术应用.docx（191页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、图解5G应用技术I第一章移动通信系统的发展和挑战2第二章5G的需求和场景3第二章全球5G研发进展4第四章5G空口关键技术5第五章5G网络关键技术6第六章不能被遗忘的角落7附录第一章移动通信系统的发展和挑战移动通信技术的发展移动通信自20世纪80年代初诞生以来，已经走过了30多个年头，大约每10年就经历标志性的一代技术革新（如图1-1所示）：20世纪80年代初诞生蜂窝移动电话系统（第一代模拟移动通信）；1991年GSM商用（第二代数字移动通信技术）；2001年WCDMA商用（第三代数字多媒体移动通信技术）；2011年第三代移动通信合作伙伴计划（3GPP）发布了LTE-AdVanCed技术标准（第
2、四代宽带数据移动互联网通信技术）。JI_1画IG2G3G4G模拟语音MPS.NMrTACS数字语音D-AMPS,GSM,IS-95(CDMA)移动宽带WCDMA/HSPA+,CDMA2000/EV-DO更快更好的移动宽带1.TE,LTEAdvanced上20世纪80年代初1991年2001年2011年图1-1移动通信的发展史移动通信系统的每次发展，都以标志性的技术革新为支撑，见表1。表1-1移动通信的核心技术移动通信核心技术IGFDMA2G时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）3G码分多址（CDMA）4G正交频分复用（OFDM）和多入多出（MIMO）移动通信新技术的发展步伐越来越快，以4G
3、为例：从2008年3GPP启动LTEA(4G)的研究和标准化工作，截至2014年年底，全球LTE商用网络己达到354个，用户超过3.9亿户,成为史上发展速度最快的移动通信技术，如图1-2所示。4G面临的挑战运营商面临的挑战智能手机的普及带来OTT业务的繁荣，在全球范围内，OTT的快速发展对基础电信业造成重大影响，导致运营商赖以为生的移动话音业务收入大幅下滑，短信和彩信的业务量连续负增长。一方面，OTT应用大量取代电信运营商的业务，比如微信、微博、Twitter、WhatsApp.Line、QQ等即时通信工具，依靠其庞大的用户群，在4G时代开始加快侵蚀传统的电信语音和短信业务，特别是这些APP开
4、始集成基于数据流量的VolP通信，如“微信电话本”版本，支持高清免费视频通话功能，对运营商的核心语音视频通信业务直接形成竞争态势。尽管相比于传统电信业务，当前这些OTT应用还存在通话延迟、中断，以及接续成功率低等缺陷，但是随着技术的发展，OTT应用对传统语音和短信的替代势不可挡。受OTT的影响，仅2014年，全球网络运营商语音和短信收入减少了140亿美元，较2013年同比大降26%。其中中国三大运营商移动语音、短信和彩信业务收入也出现全面下降。另一方面，OTT应用却大量占用电信网络信令资源，由于OTT应用产生的数据量少、突发性强、在线时间长，导致运营商网络时常瘫痪。尽管移动互联网的发展带来了数
5、据流量的增长，但是相应的收入增长和资源投入已经严重不成正比关系，运营商进入了增量不增收的境地，如图13所示：无论2020年流量增长IoOo倍还是500倍，实际上运营商的收入增长并没有太大改善；相反，流量的迅猛增长却带来成本的激增，使得运营商陷入“量收剪刀差”的窘境。图13运营商量收剪刀差示意图用户需求的挑战移动通信技术的发展，带来智能终端的创新，随着显示、计算等的能力不断提升，云计算日渐成熟，增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等新型技术应用成为主流。用户追求极致的使用体验，要求获得与光纤相似的接入速率（高速率）、媲美本地操作的实时体验（低时延），以及随时随地的宽带接入能力（无缝连接）。各种行业
6、和移动通信的融合，特别是物联网行业，将为移动通信技术的发展带来新的机遇和挑战，未来10年物联网的市场规模将与通信市场平分秋色。在物联网领域，服务对象涵盖各行各业用户，因此M2M终端数量将大幅激增，它与行业应用的深入结合将导致应用场景和终端能力呈现巨大的差异。这使得物联网行业用户提出了灵活适应差异化、支持丰富无线连接能力和海量设备连接的需求。此外，网络与信息安全的保障，低功耗、低辐射，实现性能价格比的提升成为所有用户的诉求。技术面临的挑战新型移动业务层出不穷，云操作、虚拟现实、增强现实、智能设备、智能交通、远程医疗、远程控制等各种应用对移动通信的要求日益增加，如图1-4所示。图1-4新型移动业务
7、随着云计算的广泛使用，未来终端与网络之间将出现大量的控制类信令交互，现有语音通信模型将不再适用，需要针对小数据包频发消耗信令资源的问题，对无线空口和核心网进行重构。由于超高清视频、3D和虚拟现实等新型业务，需要极高的网络传输速率才能保证用户的实际体验，这对当前移动通信形成了巨大挑战；以8K(3D)的视频为例，在无压缩情形下，需要高达100GbPS的传输速率，即使经过百倍压缩后，也需要IGbps,而采用4G技术则远远不能满足需要。随着网络游戏的普及，用户对交互式的需求也更为突出，而交互类业务需要快速响应能力，网络需要支持极低的时延，才能实现无感知的使用体验。物联网业务带来海量的设备连接数量，现有
8、4G技术无法支撑，而控制类业务不同于视听类业务(听觉：100ms,视觉：10ms)对时延的要求，如车联网、自动控制等业务，对时延非常敏感，要求时延低至亳秒量级(Ims),才能保证高可靠性，如图1-5所示。100 ms10 ms1 ms图1-5人类感知对时延的需求总体来说，不断涌现的新业务和新场景对移动通信提出了新需求，如图16所示，包括流量密度、时延、连接数等三个维度，将成为未来移动通信技术发展必须考虑的方面。移动性：0500kh连接密度/(kConnectionskm2)IO4IO210图1-6业务需求与移动网络能力示意图4G增强技术的演进1.TE+演进路线1.TE从2008年提出至今，仍然
9、在不断演进，如图1-7所示。R8/R9 (2004.122009.12) OFDM+MIMO:蒙焉广播LTERIO (2008.32011.3)Rll(2011.32012.9)R12 (2012.92014.12)载波聚合增强多天线技术中继技术增强的小区间干 扰消除多点协作技术进一步增强小区 间干拢消除新载波类型(非增强控制信道lTEHi(SCE 动态TDD) FDDE)D载波聚合下行四天线增强 3DMlM0波信道模型D2D载发现和广指LTE-A基础版本LTE-A增强版本R13 (2014.92015.12)垂野赋形FD MIMO传输技术* LTE输许可频请 辅助接入(LAA)低成本低功耗M
10、TC图17LTELTEA技术发展RIO是LTEA首个版本，于2011年3月完成标准化，RlO最大支持100MHZ的带宽，8x8天线配置，峰值吞吐量提高到IGbps。RlO引入了载波聚合、中继（ReIay）、异构网干扰消除等新技术，增强了多天线技术，相比LTE进一步提升了系统性能。RIl增强了载波聚合技术，采用了协作多点传输（CoMP）技术，并设计了新的控制信道ePDCCHo其中，CoMP通过同小区不同扇区间协调调度或多个扇区协同传输来提高系统吞吐量，尤其对提升小区边缘用户的吞吐量效果明显；ePDCCH实现了更高的多天线传输增益，并降低了异构网络中控制信道间的干扰。RlI通过增强载波聚合技术，支
11、持时隙配置不同的多个TDD载波间的聚合。R12称为SmanCelL采用的关键技术包括：256QAM、小区快速开关和小区发现、基于空中接口的基站间同步增强、宏微融合的双连接技术、业务自适应的TDD动态时隙配置、D2D等。R13主要关注垂直赋形和全维MlMo传输技术、LTE许可频谱辅助接入（LAA）以及物联网优化等内容。4G网络架构演进4G接入网演进目前，CRAN是4G网络中的热点技术，其主要原理是将传统的BBU信号处理资源转化为可动态共享的信号处理资源池，在更大的范围内实现蜂窝网络小区处理能力的即取即用和虚拟化管理，从而提高网络协同能力，大幅降低网络设备成本，提高频谱利用率和网络容量。当前，CR
12、AN还面临一些技术挑战，包括：基带池集中处理性能，集中基带池与射频远端的信号传输问题；通用处理器性能功耗比，软基带处理时延等问题。4G核心网演进1.TE系统采用全IP的EPe网络，相比于3G网络更加扁平化，简化了网络协议，降低了业务时延，由分组域和IMS网络给用户提供话音业务；支持3GPP系统接入，也支持CDMA、WLAN等非3GPP网络接入。面对OTT的挑战，灵活开放的网络架构、低成本建网和海量业务提供能力，以及快速业务部署能力，成为4G核心网发展的重要趋势。现有的EPe核心网架构，主要面向传统的语音利数据业务模型，对新的OTT业务、物联网业务等难以适配。另外，EPC网元没有全局的网络和用户
13、信息，无法对网络进行动态的智能调整或快速的业务部署。未来的新型网络技术软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork,SDN）和网络虚拟化（NFV）等与4G核心网融合，将满足移动核心网络发展的新需求。未来移动通信的需求和挑战展望4G诞生后的下一个10年，新的一代移动通信技术将以什么样的形式呈现，已成为通信业界的头等大事。尽管当前4G之后如何发展，方向还存在一些争议：有人认为4G之后，将只有4G+,不再有5G；有人认为5G必将到来。无论如何，移动通信将持续快速发展已经是一种不可抵挡的潮流和定律，未来数年，用户数、连接设备数、数据量均持续呈指数式增长，如图1-8所示。移动连接移动数据流
14、量移动云流量万物互联10.2Bn领 7.8Bn*津l I!r2013年2018年时间YouQEDG 15.9EBI.5EB*1IL-ILt, 2013年2018年时间数50BnS ,25Bn :2010年2020年 时间图1-8移动业务发展趋势从20()8年开始，各个研究机构就已经在展望2020年的移动通信场景，5G的研究工作也随之启动，“4G之后必然会有5G”，这已经成为全球的共识，如图1-9所示。图19移动通信发展史未来移动通信的需求需求促进技术发展，已经成为亘古不变的定律，未来10年移动通信如何发展，需要关注哪些内容？移动通信的主要需求来自移动互联网，在未来10年，通信速率(峰值速率，可
15、获得速率)将增加10倍；网络容量将增加IooO倍，连接数将增长100IOoO倍，能耗将降至1/10-1/1000；WWRF认为未来网络时延也将降低到现有4G网络的1/10,如图I/O所示。更高速、更高效、更智能，满足用户无处不在的IOoMbPS业务速率的网络成为一种共识。高数据容量移动数据业务以每 年翻一番的速度递 增；IoOo倍量级的 流量高速率可提供HD质量的图 像业务，用户数据 速率大于1 Gbps海量连接数量各种机器类终端连 接到移动网络，形 成100IOOO倍的连 接器件数目用户体验达到固定Web接入 业务的体验，业务 时延小于1020 ms节能通信大量网络节点和终端的出现，将消耗大
16、量:的能源，需要1OOo倍量级的能耗效率提升图1-10未来移动通信的需求从目前来看，未来网络呈现如下特点:（1）场景和业务多样化：各种业务层出不穷，相应的用户和业务形态差异较大，包括高速移动用户和低速移动用户、大量连接和少量连接、时延敏感和时延容忍、关键任务和不重要任务等。不同的业务类型难以在现有的空口和网络控制协议下实现高效的业务支撑，从而导致新的业务类型难以快速部署。（2）网络密集化、网络节点多样化（多制式/多空口）：5G环境存在更大数量、更丰富的网络节点，包括5G节点、4G节点、WiFi节点，甚至3G节点和2G节点，这些节点会进一步成为宏站节点、微站节点、微微站节点等，甚至包含不同的空口
17、设计。（3）组网形态多样化：多样化的网络节点以不同的拓扑形态进行组网，包括C-RAN、异构/同构网络、超密集网络（UDN）、大规模天线（MaSSiVeMlMO）、MeSh网络等。多样化的网络节点和组网形态不仅给网络运维带来沉重负担，也造成用户体验的不一致性。未来移动通信的挑战容量和频谱的挑战容量需求和频谱短缺已经成为移动通信中最为棘手的问题，未来10年移动通信数据业务将增长1000（三,为提升系统容量，需要更多的可用频谱，而现有的频谱资源远远不能满足，仅2014年移动数据业务的增长带来的频谱缺口就高达300MHz。在过去30多年里，移动通信提高系统容量的方法主要有3种：增加无线传输带宽、提高无
18、线传输链路的频谱效率和增加小区密度。增加无线传输带宽增加频谱，可以开发高频段（60GHZ毫米波，615GHZ高频。其中前者有较高的频宽，但穿透性较差；后者空间隔离性好）、可见光（电磁辐射小，保密性好）、红外线通信，以及智能频谱共享的方式。提高频谱效率提升频谱效率，可以采用更优的多址接入方式，以及大规模MIMO、3DMIMO、无线网络的干扰管理、全双工通信等技术；更密集的基站部署（SmallCeIl等）技术也可以提高整体的频谱效率。多维动态频谱分配传统频谱分配都是采用静态分配方式，导致频谱利用不均衡、频谱空洞和频谱利用效率低。可以通过结合“时一频一空”多维频谱的动态分配，促进频谱资源利用智能化，
19、从而提高频谱利用效率。新的多址方式IG采用的是FDMA,2G采用的是TDMA,3G采用的是CDMA,如图1-11所示；4G采用的是OFDMA和SDMA。新型无线接入技术采用什么样的多址方式，需要我们继续探索。图移动通信多址技术新的无线传输技术无线传输技术作为技术革新最多、最有成效的手段，通过引入高阶调制和高性能信道编码等技术有效地改善了频谱效率。例如：MIMO、3DMIMO（电磁波的传输平面增加俯仰角，进一步扩展空间自由度）；全双工通信技术可以显著提升系统容量；多天线对消方案，理论上可使信道容量大大提升。增加小区密度未来的组网架构要支持海量的数据连接，GbPS量级的体验速率，仅仅依靠单一的组网
20、模式必然难以满足各种场景的接入需求，未来多频谱、多制式和宏微协同的异构无线网络（如图112所示），必然成为下一代移动通信网络的主要形态。异构无线网络WLAN图1/2异构无线网络示意图其他挑战未来网络设计中需要重新思考以下问题：一是从单一追求频谱效率（系统容量）转变为以频谱效率和能量效率共扁的设计理念；二是从资源和连接管理等多方面打破传统蜂窝概念，实现用户跨蜂窝站点的一致性体验；三是建立智能自适应的信令和控制机制，以适应未来网络业务的高度多样性和差异性，有效降低信令开销，提升用户体验和网络效率；四是通过天线形态多样化，让基站更绿色；五是打造适用于全频段的接入机制，以空口制定化的方式让无线信号“量
21、体裁衣第二早5G的需求和场景4G已经商用多年，技术趋于成熟。按照移动通信的发展规律，5G将在2020年左右商用，5G已经成为当前移动通信领域最热门的研究内容，包括全球各国政府、标准组织、电信运营商、设备商都在5G研究中投入大量的人力和财力。欧盟早在2013年就成立METIS（MobileandWirelessCommunicationsEnablersforThe2020InfOrmatiOnSOCiety）项目，后又成立5G-PPP项目；韩国和中国分别成立了5G技术论坛和IMT-2020（5G）推进组等。目前，世界各国已就5G的发展愿景、应用需求、候选频段、关键技术指标及候选技术达成广泛共识
22、，力争2020年形成5G标准，并正式启动商用。什么是5G随着无线通信系统带宽和能力的增加，移动网络的速率也飞速提升，从2G时代的不足10Kbps,发展到4G时代的IGbps,足足增长了10万倍，如图2-1所示。10Kbps200Kbps300Kbps-10Mbps50Mbps50Mbps-IGbpsGSM1995CDMA OneCDMA 2000 1?IEEE2GI3GGP RS/EDGE4G802.16e802.16m图2-1移动通信网络的发展历程历代移动通信的发展，都以典型的技术特征为代表，同时诞生出新的业务和应用场景。而5G将不同于传统的几代移动通信，它不仅是更高速率、更大带宽、更强能力
23、的空口技术，更是面向业务应用和用户体验的智能网络；5G不再由某项业务能力或者某个典型技术特征所定义，它将是一个多业务多技术融合的网络，通过技术的演进和创新，满足未来包含广泛数据和连接的各种业务的快速发展需要，提升用户体验。5G面向2020年以后的人类信息社会，尽管相关的技术还没有完全定型，但是5G的基本特征已经明确：高速率（峰值速率大于20GbPS）,低时延（网络时延从4G的50ms缩减到1ms）,海量设备连接（满足IoOO亿量级的连接），低功耗（基站更节能，终端更省电）。当下5G候选技术还未最终确定，有望2016年初开始5G候选技术标准的征集与评估工作,2018年底完成5G标准化工作，202
24、0年开始进行商用，如图2-2所示。1990年2000年2010年2020年图225G的发展计划5G的需求5G的业务需求5G面向的业务形态已经发生了巨大变化：传统的语音、短信业务逐步被移动互联网业务所取代；云计算的发展，使得业务的核心放在云端，终端和网络之间主要传输控制信息，这样的业务形态对传统的语音通信模型造成了极大的挑战；M2MIoT带来的海量数据连接，超低时延业务，超高清、虚拟现实业务带来了远超GbPS的速率需求现有的4G技术均无法满足这些业务需求，期待5G能够解决。云业务的需求目前云计算已经成为一种基础的信息架构，基于云计算的业务也层出不穷，包括桌面云、游戏云、视频云、云存储、云备份、云
25、加速、云下载和云同步等已经拥有了上亿用户。未来移动互联网的基础就是云计算，如何满足云计算的需求，是5G必须考虑的问题。不同于传统的业务模式，云计算的业务部署在云端，终端和云之间大量采用信令交互，信令的时延、海量的信令数据等，都对5G提出了巨大的挑战，如图2-3所示。云业务要求5G需求端到端时延小于5ms,数据速率大于1Gbps07.5Mbps18.6MbpsPio der A 82msProvider B 11 ImsProvider C 128ms云服务初始接入时间*LTE下行性能滞后的云服务20min下载高清电影（I 2GB）实时云服务 LOGbps移动云服务的需求端到端时延数据速率球国国
26、 全韩美时延：-50ms J Desktop .-V . HDDlI 接入时间18.5ms I .传输速率方面bs图23云业务的业务需求虚拟现实的需求虚拟现实（VirtualReality,VR）是利用计算机模拟合成三维视觉、听觉、嗅觉等感觉的技术，产生一个三维空间的虚拟世界，让使用者拥有身临其境的感受，如图24所示。近年来，辿士尼、FaCebook、三星、微软、谷歌等国际巨头纷纷在VR领域布局，全球也涌现出一大批VR创业企业。比如迪士尼的“Cave”（洞穴）投影仪，FacebookWOcuIusRift头盔，微软推出HOlOIenS眼镜要满足虚拟现实和浸入式体验，相应的视频分辨率需要达到人眼
27、的分辨率，网络速率必须达到300MbPS以上，端到端时延要小于5ms,移动小区吞吐量要大于IOGbps,VR作为5G的杀手业务，要求5G网络必须满足这些业务指标需求，如图25所示。图2-4OculusRift虚拟现实技术选择性及有限体验栩栩如生身临其境移动云服务的需求端到端时延 1.OGbps用户体验LTE小区容量加莪的症i&衣小区吞吐息二Kps1*假设720HDJ秒缓存，E2E时延50ms)图2-5虚拟现实技术业务需求高清视频的需求现在高清视频已经成为人们的基本需求，4K视频将成为5G网络的标配业务。不仅如此，保证用户在任何地方都可欣赏到高清视频，即移动用户随时随地就能在线获得超高速的、端到
28、端的通信速率，是5G面临的更大挑战。物联网的需求5G之前的移动通信是一种以人为中心的通信；而5G将围绕人和周围的事物，是一种万物互联的通信，如图2-6所示。5G需要考虑IoT(InternetofThings)业务(如汽车通信和工业控制等M2M业务)，IOT带来海量的数据连接，5G对海量传感设备及机器与机器通信(MachinetoMachine,M2M：MachineTypeCommunication,MTO的支撑能力将成为系统设计的重要指标之一。图265G的业务类型爱立信把M2M的5G需求划分为MaSSiVeMTC和CritiCalMTC两类，如图2-7所示，其中前者定位于满足海量数据连接，
29、后者定位于高可靠、低时延的M2M业务的通信。Massive MTC （机器类通信）命 销寿 备开池量 设备电据 量设的数 大低K小高可靠性 高可用性 低时延Critical MTC（机器类通信）非常短的传输时间基于竞争的访问和快速信道分配可扩展和灵活的访问可扩展和灵活的带宽可扩展和灵活的信令协议毛细网络短距无线+蜂窝多层次多样性设备到设备的通信图2-7MTC业务需求低时延是电子医疗、自动驾驶等远程精确控制类应用成功的关键。在5G网络中，时延将从4G的50ms缩短到1ms。以自动驾驶汽车为例，速度的60km/h的汽车在50ms时延内将开出约Im远；如果为1ms,则车辆移动距离仅为1.6cm,安全
30、性将大大提高。5G的技术需求一般来说，如图2-8所示，5G的技术包含7个指标维度：峰值速率，时延，同时连接数,移动性，小区频谱效率，小区边缘吞吐率，Bit成本效率。峰值速率Gbps1旺104km2成本效率同时连接数时延 ms Y 小区频谱效月涉 率bps/日以小区边缘吞吐率Mbps4G图285G技术需求峰值速率：如图2-9所示，5G需要比4G提升2050倍，即达到2050Gbpse用户体验速率：相比4G系统，5G需要保证用户在任何地方具备IGbPS的速率；时延：如图210所示，5G时延缩减至J4G时延的1/10,即端到端时延减少到5ms,空口时延减小到Ims。图2-9 5G峰值速率需求1 Gb
31、ps Anywhere4G 品质体验心站位置 d 小区边缘5G 八匚LocationQPE _ _ -4 /C用尸1里士都能获得， 一碎的用户体验图2-10 5G时延需求E2E LatencyAPPIe等互联网公司，IBM、Cisco、SemeteCh等IT公司，以及ITU、3GPP等电信组织。IGOOgIe. Nokia: Car业务和应用QC: home automationGoogle ARM:home automationIntel & Samsung:消费市场O网络oneM2M MNOApple: HOmCKithome auto, energy managemeniUK: home
32、 automationI Iomekilf X ALLSEEN ALLIANCEHREDSiemens: IoTarchitecturehyper/caT；JEEE802 2GE, Cisco, Intel.IBM. AT&T:OPEN INERCONNECTSmart GridSmart city工业互联网ndusnal njcmetCONSORTIUM/ ELGHTLESIBM. Semtech自动驾驶不仅仅需要导航、视觉识别、工业控制、传感器等技术，更需要5G提供一个超高速、超低时延的网络系统，才能满足自动驾驶、精确定位的需求。在ITU给出的5G场景中，交通行业涵盖了汽车、自动驾驶、智能
33、城市和语音通信等关键应用领域，实际上交通领域已成为5G的重点场景，如图2-17所示。通过将汽车引入到电信领域，可以为电信网络创造新的业务。在汽车间共享和虚拟化资源，可以重用现有的网络架构。随着IoT和电信领域的交叉，相信电信可以同其他行业深入整合，产生更多更好的业务，如图2-18所示。增强移动宽带速率达到GbPS IQ垂直产业图217汽车业和5G的关系机场食品&农业医疗保健建筑业电信油气公共安全港口和船舶运输水/污水F银行制造业矿业图2-18电信和工业的融合除此以外，在全球的通信展中，各大设备商也展出了一些颇具创意的5G场景。比如：爱立信研究院与沃尔沃建筑设备公司（VoIVOCE）携手合作，通
34、过移动网络实时展示如何远程控制两台挖掘机（如图2-21左所示）；华为演示了依靠5G网络实时遥控机器人手臂作画的场景（如图219右所示）。可以预见，未来5G超低时延技术可以应用在诸多工业控制领域。爱立信的5G创意场景图2-19 5G创意场景华为的5G创意场景第三章全球5G研发进展4G已在全球规模商用，业界开始启动面向2020年及未来的第5代移动通信技术(5G)的研究工作，目前5G研究处于初期阶段，主要集中在5G需求、频谱、关键技术等内容。如图3/所示，纵观全球，欧洲各国、中国、美国、日本和韩国等都已经把5G上升为国家战略，在全球的共同努力和推动下，5G系统的基本特征已初步形成5G将满足未来超千倍
35、的移动数据增长需求，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，以及超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务，促使业务及用户感知的智能优化，并为网络带来百倍的能效提升。图3-1全球5G研究分布示意图全球的5G的研发团队如图3-2所示。图32全球5G研究分布示意图最顶端的是国际电信联盟组织FrU,国际电联是主管信息通信技术事务的联合国机构。第二层次就是成立于各个国家和地区的5G研究推动组织，这些组织往往会组织本国或地区内的设备运营商召开会议汇总最新的技术进展，以输出研究报告和提供国内行业标准为最终目的。第三层次由运营设备商、各研究机构和相关院校构成。这
36、一层次成员可以组织大量专家专注于某个具体的技术问题进行深入的研究，并且将研究成果在以上两层组织进行推广和影响，得到认可后形成行业标准规范从而取得技术优势以进行更进一步地研发。全球各国政府及组织欧盟欧盟在2012年9月启动了“5GNoW”的研究课题，项目归属于欧盟第七框架计划FP7,课题主要面向5G物理层技术进行研究。2012年11月正式启动名为“构建2020年信息社会的无线通信关键技术”(MobileandWirelessCommunicationsEnablersforTwenty-twentyInformationSociety,METIS)的5G科研项目，持续时间2年半，投资总计达270
37、0万欧元。METIS项目分为八个组，分别对5G的应用场景、空口技术、多天线技术、网络架构、频谱分析、仿真及测试平台等方面进行深入研究，如图3-3所示。Mf Toprovideaversatileandscalablesystemconceptthatsupports 100Oxhighermobiledatavolumes IOxto100xhighernumberofconnecteddevices IOxto100xhighertypicalend-userdatarates IOxlongerbatterylifeforlow-powerconnectedumachines, 5xlow
38、erend-toendlatency withsimilaroverallcostandenergyconsumptionasthenetworksoftoday图33METIS5G目标METlS研究5G的技术目标包括：移动数据流量增长IoOo倍；典型用户数据速率提升100倍，速率高于IOGbPs；联网设备数量增加100倍；低功率MTC（机器型设备）的电池续航时间增加10倍；端到端时延缩短5倍。超实时&可靠连接IOOMbpsI GbpsIOMbps数据存储.B紧急业务更好的用户体验运营商C数据访问难以置信的高速接入云服务器提供商A运营商A本地内容提供商运营商B人流密集区的接入服务实时业务无处不在的万物通信在场景方面，如图3-4所示，METlS提出了12个典型的5G应用场景虚拟现实办公、超密集城区、移动终端远程计算、传感器大规模部署和智能电网等，以及每个典型场景下的用户分布、业务特点和相应的系统关键能力需求。在
