5G大餐

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2013年2月，欧盟宣布，将拨款5000万欧元。加快5G移动技术的发展，计划到2020年推出成熟的标准。
2013年5月13日，韩国SAMSUNG电子有限企业宣布，已成功开发第5代移动通信（5G）的核心技术，这一技术预计将于2020年开始推向商业化。该技术可在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据，且最长传送距离可达2公里。相比之下，当前的第四代长期演进（4GLTE）服务的传输速率仅为75Mbps。而此前这一传输瓶颈被业界普遍认为是一个技术难题，而SAMSUNG电子则利用64个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题。与韩国目前4G技术的传送速度相比，5G技术预计可提供比4G长期演进（LTE）快100倍的速度。[6] 利用这一技术，下载一部高画质（HD）影片只需十秒钟。
早在2009年，HUAWEI就已经展开了相关技术的早期研究，并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。HUAWEI在2013年11月6日宣布将在2018年前投资6亿美金对5G的技术进行研发与创新，并预言在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。
2014年5月8日，日本电信营运商 NTT DoCoMo 正式宣布将与 Ericsson、Nokia、Samsung 等六家厂商共同合作，开始测试凌驾现有 4G 网络 1000 倍网络承载能力的高速 5G 网络，传输速度可望提升至 10Gbps。预计在2015年展开户外测试，并希望于 2020 年开始运作。
2015年3月1日，英国《每日邮报》报道，英国已成功研制5G网络，并进行100米内的传送数据测试，每秒数据传输高达125GB，是4G网络的6.5万倍，理论上1秒钟可下载30部影片，并称于2018年投入公众测试，2020年正式投入商用。
2015年3月3日，欧盟数字经济和社会委员古泽·奥廷格正式公布了欧盟的5G企业合作愿景，力求确保欧洲在下一代移动技术全球标准中的话语权。奥廷格表示，5G公私合作愿景不仅涉及光纤、无线甚至卫星通信网络相互整合，还将利用App定义网络（SDN ）、网络功能虚拟化（NFV）、移动边缘计算（MEC）和雾计算(Fog Computing)等技术。在频谱领域，欧盟的5G公私合作愿景还将划定数百兆赫用于提升网络性能，60 GHz及更高频率的频段也将被纳入考虑。
欧盟的5G网络将在2020年~2025年之间投入运营。
2015年9月7日，美国移动运营商Verizon无线企业宣布，将从2016年开始试用5G网络，2017年在美国部分城市全面商用。[7]
我国5G技术研发试验将在2016-2018年进行，分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。[8]
2016年3月，工信部副部长陈肇雄表示：5G是新一代移动通信技术发展的主要方向，是未来新一代信息基础设施的重要组成部分。与4G相比，不仅将进一步提升用户的网络体验，同时还将满足未来万物互联的应用需求。
从用户体验看，5G具有更高的速率、更宽的带宽，预计5G网速将比4G提高10倍左右，只需要几秒即可下载一部高清影片，能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等更高的网络体验需求。
从行业应用看，5G具有更高的可靠性，更低的时延，能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求，拓宽融合产业的发展空间，支撑经济社会创新发展。
从发展态势看，5G目前还处于技术标准的研究阶段，今后几年4G还将保持主导地位、实现持续高速发展。但5G 有望2020 年正式商用。[9]
近日，诺基亚与加拿大运营商Bell Canada合作，完成加拿大首次5G网络技术的测试。测试中使用了73GHz范围内频谱，数据传输速率为加拿大现有4G网络的6倍。
2017年2月9日，国际通信标准组织3GPP宣布了“5G”的官方 Logo。[10]
2017年11月15日，工信部发布《关于第五代移动通信系统使用3300-3600MHz和4800-5000MHz频段相关事宜的通知》，确定5G中频频谱，能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求。[11]
2017年11月下旬中国工信部发布通知，正式启动5G技术研发试验第三阶段工作，并力争于2018年年底前实现第三阶段试验基本目标。[12]
2017年12月21日，在国际电信标准组织3GPP RAN第78次全体会议上，5G NR首发版本正式冻结并发布。[3]
超密集异构网络
未来 5G 网络正朝着网络多元化、 宽带化、 综合化、 智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及，面向 2020 年及以后，移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来 5G 网络中， 减小小区半径， 增加低功率节点数量，是保证未来 5G 网络支撑 1 000 倍流量增长的核心技术之一 。因此， 超密集异构网络成为未来 5G 网络提高数据流量的关键技术[13] 。
未来无线网络将部署超过现有站点 10 倍以上的各种无线节点，在宏站覆盖区内，站点间距离将保持 10 m 以内，并且支撑在每 1 km2 范围内为 25 000个用户提供服务 。同时也可能出现活跃用户数和站点数的比例达到 1∶ 1的现象， 即用户与服务节点一一对应。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量，并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络架构在 5G 中有很大的发展前景，但是节点间距离的减少，越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂， 从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在 5G 移动通信网络中，干扰是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有:同频干扰， 共享频谱资源干扰， 不同覆盖层次间的干扰等。现有通信系统的干扰协调算法只能解决单个干扰源问题， 而在 5G 网络中，相邻节点的传输损耗一般差别不大，这将导致多个干扰源强度相近，进一步恶化网络性能，使得现有协调算法难以应对。此外， 由于业务和用户对 QoS需求的差异性很大，5G 网络需要采用一些列措施来保障系 统 性 能， 主 要 有: 不同业务在网络中的实现，各种节点间的协调方案，网络的选择 ， 以及节能配置方法等[13] 。
准确有效地感知相邻节点是实现大规模节点协作的前提条件。在超密集网络中， 密集地部署使得小区边界数量剧增，加之形状的不规则，导致频繁复杂的切换。为了满足移动性需求， 势必出现新的切换算法;另外， 网络动态部署技术也是研究的重点。由于用户部署的大量节点的开启和关闭具有突发性和随机性， 使得网络拓扑和干扰具有大范围动态变化特性;而各小站中较少的服务用户数也容易导致业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化[13] 。
自组织网络
传统移动通信网络中， 主要依靠人工方式完成网络部署及运维，既耗费大量人力资源又增加运行成本，而且网络优化也不理想。在未来 5G 网络中，将面临网络的部署、 运营及维护的挑战， 这主要是由于网络存在各种无线接入技术， 且网络节点覆盖能力各不相同，它们之间的关系错综复杂。因此，自组织网络(self-organizing network， SON) 的智能化将成为 5G 网络必不可少的一项关键技术[13] 。
自组织网络技术解决的关键问题主要有以下 2点:①网络部署阶段的自规划和自配;②网络维护阶段的自优化和自愈合。自配置即新增网络节点的配置可实现即插即用，具有低成本、 安装简易等优点。自优化的目的是减少业务工作量， 达到提升网络质量及性能的效果， 其方法是通过 UE 和eNB 测量，在本地 eNB 或网络管理方面进行参数自优化。自愈合指系统能自动检测问题、 定位问题和排除故障，减少维护成本并避免对网络质量和用户体验的影响。自规划的目的是动态进行网络规划并实行，同时满足系统的容量扩展、 业务监测或优化结果等方面的需求。目前，主要有集中式、 分布式以及混合式 3 种自组织网络架构。其中， 基于网管系统实现的集中式架构具有控制范围广、 冲突小等优点，但也存在着运行速度慢、 算法复杂度高等方面的不足;而分布式恰恰相反， 主要通过 SON 分布在eNB 上来实现， 效率和响应速度高， 网络扩展性较好，对系统依懒性小， 缺点是协调困难;混合式结合集中式和分布式 2 种架构的优点，缺点是设计复杂。SON 技术应用于移动通信网络时， 其优势体现在网络效率和维护方面， 同时减少了运营商的资本性支出和运营成本投入。由于现有的 SON 技术都是从各自网络的角度出发， 自部署、 自配置、 自优化和自愈合等操作具有独立性和封闭性， 在多网络之间缺乏协作。因此，研究支撑异构网络协作的 SON 技术具有深远意义[13] 。
内容分发网络
在未来 5G 中， 面向大规模用户的音频、 视频、图像等业务急剧增长， 网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量 。如何有效地分发大流量的业务内容， 降低用户获取信息的时延，成为网络运营商和内容提供商面临的一大难题。仅仅依靠增加带宽并不能解决问题， 它还受到传输中路由阻塞和延迟、 网站服务器的处理能力等因素的影响，这些问题的出现与用户服务器之间的距离有密切关系。内容分发网络 (content distribution network， CDN) 会对未来 5G 网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用[13] 。
内容分发网络是在传统网络中添加新的层次，即智能虚拟网络。CDN 系统综合考虑各节点连接状态、 负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的 CDN 代理服务器上， 实现用户就近获取所需的信息，使得网络拥塞状况得以缓解，降低响应时间，提高响应速度。CDN 网络架构在用户侧与源 server 之间构建多个 CDN代理 server，可以降低延迟、 提高 QoS(quality of service)。当用户对所需内容发送请求时， 如果源服务器之前接收到相同内容的请求， 则该请求被 DNS 重定向到离用户最近的 CDN 代理服务器上， 由该代理服务器发送相应内容给用户。因此， 源服务器只需要将内容发给各个代理服务器， 便于用户从就近的带宽充足的代理服务器上获取内容， 降低网络时延并提高用户体验。随着云计算、 移动互联网及动态网络内容技术的推进， 内容分发技术逐步趋向于专业化、 定制化，在内容路由、 管理、 推送以及安全性方面都面临新的挑战[13]。
在未来 5G 网络中， 随着智能移动终端的不断普及和快速发展的应用服务， 用户对移动数据业务需求量将不断增长， 对业务服务质量的要求也不断提升。CDN 技术的优势正是为用户快速地提供信息服务，同时有助于解决网络拥塞问题。因此，CDN技术成为 5G 必备的关键技术之一[13] 。
D2D 通信
在未来 5G 网络中， 网络容量、 频谱效率需要进一步提升，更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是 5G 的演进方向。设备到设备通信 ( device-to-device communication，D2D) 具有潜在的提升系统性能、 增强用户体验、 减轻基站压力、 提高频谱利用率的前景。因此， D2D 是未来 5G 网络中的关键技术之一[13] 。
D2D 通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术。D2D 会话的数据直接在终端之间进行传输， 不需要通过基站转发， 而相关的控制信令，如会话的建立、 维持、 无线资源分配以及计费、 鉴权、 识别、 移动性管理等仍由蜂窝网络负责 。蜂窝网络引入 D2D 通信， 可以减轻基站负担， 降低端到端的传输时延， 提升频谱效率， 降低终端发射功率。当无线通信基础设施损坏， 或者在无线网络的覆盖盲区，终端可借助 D2D 实现端到端通信甚至接入蜂窝网络。在 5G 网络中， 既可以在授权频段部署 D2D 通信，也可在非授权频段部署[13] 。