[編者按] 未來(lái)5到10年，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量將有數(shù)千倍的增加。目前，移動(dòng)通信的主要需求來(lái)自移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，特別是智能終端的發(fā)展激發(fā)了移動(dòng)通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的猛增；未來(lái)將有更多類型的終端被引入到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)通信終端的數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人口數(shù)量，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將成為絕對(duì)的主流。新年來(lái)臨之際，我刊特別邀請(qǐng)中國(guó)著名移動(dòng)通信專家、東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任尤肖虎教授展望5G移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。

過去的2014年是5G移動(dòng)通信技術(shù)探索性研究極為活躍的一年。在這一年中，5G關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)需求正逐步趨于明確，基本支撐技術(shù)的探索進(jìn)一步深化，5G系統(tǒng)概念研究開始受到業(yè)界的關(guān)注。

就2014年移動(dòng)通信的發(fā)展態(tài)勢(shì)而言，以正交頻分復(fù)用（OFDM）和多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)為基本特征的第4代移動(dòng)通信已在世界范圍內(nèi)大規(guī)模商用部署，并成為無(wú)線移動(dòng)通信的基礎(chǔ)技術(shù)，被逐步擴(kuò)展到物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。第5代移動(dòng)通信（5G）已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2013年以來(lái)，歐盟、中國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家與地區(qū)相繼啟動(dòng)了相關(guān)重大研究計(jì)劃，力求在這一未來(lái)新的戰(zhàn)略制高點(diǎn)形成先發(fā)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。按照目前的研究狀況分析，2014年5G發(fā)展尚處于基本概念與技術(shù)的探索時(shí)期，2015年之后將轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)化先期研究階段，2017年之后進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化征集階段，至2020年5G將具備規(guī)模商用技術(shù)條件。

相對(duì)于已有的移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信更加注重用戶的需求，并力求為用戶帶來(lái)全新的體驗(yàn)。2014年得到廣泛討論的5G關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)包含了用戶體驗(yàn)平均速率、端到端傳輸時(shí)延等與用戶體驗(yàn)密切相關(guān)的核心指標(biāo)；移動(dòng)交互式游戲、3D、虛擬現(xiàn)實(shí)及全息圖像等新型移動(dòng)業(yè)務(wù)應(yīng)用也將被納入5G系統(tǒng)的技術(shù)需求；此外，業(yè)界還試圖將5G的應(yīng)用范圍從目前的人與人通信拓展至人機(jī)物協(xié)同通信、超密集連接物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)以及新型工業(yè)信息化等更為廣泛的領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的未來(lái)業(yè)務(wù)應(yīng)用將邁上新的臺(tái)階，從而更為深刻地改變?nèi)祟惿鐣?huì)的行為方式。

1 支撐技術(shù)面臨突破

5G系統(tǒng)基本概念和支撐技術(shù)目前尚處于探索性研究階段，預(yù)計(jì)今后1～2年將在世界范圍逐步達(dá)成共識(shí)。近期受到重點(diǎn)關(guān)注的5G熱點(diǎn)技術(shù)包括大規(guī)模天線（Massive MIMO）技術(shù)、超密集組網(wǎng)（UDN）技術(shù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）技術(shù)等。另外，移動(dòng)通信新型頻譜開發(fā)與利用，包括毫米波新型資源開發(fā)、已有頻譜資源的動(dòng)態(tài)共享利用等，成為業(yè)界普遍重視的未來(lái)5G研究方向。在點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線傳輸與多址技術(shù)方面，更為高效的新型波形設(shè)計(jì)也成為業(yè)界技術(shù)研究的重點(diǎn)。但應(yīng)當(dāng)看到，移動(dòng)通信的升級(jí)換代歷程無(wú)不伴隨著無(wú)線資源復(fù)用效率的有效提升；盡管各種新概念、新技術(shù)令人眼花繚亂，但未來(lái)5G移動(dòng)通信技術(shù)性能的大幅度提升還主要依賴于空間資源的深度復(fù)用和網(wǎng)絡(luò)功能的深度智能化；從現(xiàn)有信息理論綜合來(lái)看，進(jìn)一步挖掘移動(dòng)通信空間資源復(fù)用效率，將系統(tǒng)性能在4G的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升1至2個(gè)量級(jí)是可行的，也可能是唯一的技術(shù)途徑。而大規(guī)模天線技術(shù)與超密集組網(wǎng)技術(shù)正是邁向這一途徑的可能解決方案，從而有望在5G候選技術(shù)中脫穎而出。

2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架初現(xiàn)端倪

對(duì)于5G基本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的演進(jìn)與發(fā)展，盡管其走向目前尚不明確，但其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進(jìn)一步“互聯(lián)網(wǎng)化和IT化”的基本發(fā)展特征已初現(xiàn)端倪。傳統(tǒng)移動(dòng)通信核心網(wǎng)的概念將進(jìn)一步弱化，更多的網(wǎng)絡(luò)功能（包括媒體分發(fā)、控制信令等）將可能“下沉”至基站分系統(tǒng)，在簡(jiǎn)化整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)平面和控制平面的傳輸延時(shí)，并通過數(shù)據(jù)平臺(tái)與控制平面的分離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的靈活管控以及網(wǎng)絡(luò)資源的高效調(diào)配和綠色節(jié)能。另一方面，通用計(jì)算與存儲(chǔ)平臺(tái)的能力飛速發(fā)展，加之云計(jì)算技術(shù)日益普及，將整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在通用服務(wù)器、快速以太交換和云計(jì)算平臺(tái)上，并通過計(jì)算資源的隔離、動(dòng)態(tài)調(diào)配與遷移實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的軟件定義化和虛擬化正越來(lái)越多地受到業(yè)界重視。

3 發(fā)展方式面臨抉擇

5G移動(dòng)通信系統(tǒng)是以演進(jìn)方式發(fā)展還是以革命性方式的發(fā)展，也是業(yè)界普遍重視的問題。鑒于4G/LTE技術(shù)已成為移動(dòng)通信發(fā)展的主流技術(shù)，如何在4G/LTE技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展后相兼容的5G移動(dòng)通信系統(tǒng)，是業(yè)界關(guān)注的首要發(fā)展方式。另一方面，5G移動(dòng)通信將出現(xiàn)大規(guī)模天線、超密集網(wǎng)絡(luò)等全新技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式（如SDN/NFV等）與頻譜利用方式也將產(chǎn)生潛在的革命性變化，因此不能排除5G移動(dòng)通信系統(tǒng)采用革命性發(fā)展方式的可能性。此外，新一代Wi-Fi技術(shù)（如IEEE 802.11ax/aj）也在快速發(fā)展之中，其應(yīng)用場(chǎng)景與目前的UDN移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)正趨于高度一致；可以預(yù)計(jì)Wi-Fi技術(shù)發(fā)展將進(jìn)一步與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)趨于融合，除兩種系統(tǒng)的頻譜利用方式有根本性的差別外，其基本支撐技術(shù)也有可能趨于統(tǒng)一。

4 未來(lái)展望

縱觀ICT技術(shù)發(fā)展，有理由認(rèn)為目前移動(dòng)通信發(fā)展正處于新一輪技術(shù)與產(chǎn)業(yè)變革的初期。這具體表現(xiàn)在：一方面，傳統(tǒng)的以電信運(yùn)營(yíng)商為核心的移動(dòng)通信應(yīng)用模式正在發(fā)生深刻的變化，OTT模式和虛擬運(yùn)營(yíng)正逐漸成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力之一；此外，電信設(shè)備的硬件平臺(tái)通用化、分布化、虛擬化正逐漸成為主要潮流，ICT深度融合的時(shí)代即將到來(lái)，傳統(tǒng)的電信技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈將面臨巨大的沖擊，整個(gè)行業(yè)正處于技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈重塑的重要轉(zhuǎn)折期；第三，5G移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)孕育全新的突破，而體系構(gòu)架則面臨著潛在的革命性變革。上述發(fā)展趨勢(shì)無(wú)一不預(yù)示著未來(lái)5～10年的移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)更為難以預(yù)計(jì)的變革性發(fā)展時(shí)期。

值此2015年新年來(lái)臨之際，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給本刊讀者，希望能夠?qū)ψx者在更深層次思考5G未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展所有裨益。