中国信息通信研究院技术与标准研究所主任工程师罗振东：5G总体发展情况与趋势

2015年12月23至24日，在工业和信息化部的指导下“2015年移动智能终端峰会”在京召开。中国信息通信研究院技术与标准研究所主任工程师罗振东在会上发表了题为《5G总体发展情况与趋势》的演讲。...



12月23至24日，在工业和信息化部的指导下“2015年移动智能终端峰会”在京召开。峰会由中国信息通信研究院主办，移动智能终端技术创新与产业联盟承办，中关村网络安全与信息化联盟、中关村智能硬件产业联盟和移动信息化研究中心联合承办，并得到了北京市经济和信息化委员会、中关村科技园区管理委员会、中国疾病预防控制中心慢病中心等单位的大力支持。为期两天的峰会以“创动世界，智连万物”为主题，解读产业推动政策、发布权威研究报告、展示最新研究成果、聆听企业发展心声。中国信息通信研究院技术与标准研究所主任工程师罗振东在“4G全面部署，5G即将进入标准制定的关键时期”分会上发表了题为《5G总体发展情况与趋势》的演讲。以下是内容实录：

各位代表上午好！接下来由我代表中国信通院向各位汇报一下5G总体发展情况和趋势。刚才很多同事已经提到了5G，杜滢、联芯科技的报告都提到了，跟大家回顾一下整个移动通信标准的发展历程。我们看到天下事物是分久必合，合久必分，但是对于移动通信来说，就全球的生态，实际上通信人是追求统一的标准，统一产业实际上一直在努力。但是，事实上我们也是经过一个不断起步的过程。1G阶段实际上没有一个国际标准，2G开始形成一定的阵营，在3G阶段，3GPP标准最后笑到最后，4G的时候，以3GPP为主体，形成LTE包括TDD等标准。从产业来说，4G

LTE已经成为一个统一标准。但是，因为它标准初级的时候还是有不同的分支，现在希望5G从标准开始就是统一的，这也是目前业界达成的一个基本共识。对于5G的能力需求也有大的趋势，比如从移动互联网向物联网的发展，5G要有更多的端化的极致的性能指标满足整个大的业务的变化。

对于5G我们国家非常重视，我们国家做了非常多的工作。首先，2013年成立IMT2020推进组，这个推进组也是承担了我们国家目前5G运作的总体工作，也发布了很多成果，也支撑了相关的标准化工作。我们发布这个成果实际上也是被国内外的业界广泛的认可、采纳，也对5G愿景和概念的形成起到重要的推动作用。此外，我们国家还布局了5G重要项目，从2014年开始，从863布局，后续为了加强5G的研发支持力度，从2014、2015年开始，启动了5G的研发项目，未来将会以863为主体支持指导2020

5G的商用。马凯副总理也是指出，给整个5G发展设定了一个目标，就是2020年要实现一个5G的商用。我们也是认为5G在物联网行业应用是一个非常好的机遇，也是工信部有很多推动的实施计划，此外863也是积极布局5G自动驾驶，未来将会持续的支持这方面的工作。

除了我们国家之外，欧盟、韩国、日本、美国，也都是非常重视5G的发展。欧盟是通过重大项目，包括5G

PPP和METIS，韩国也发布了国家战略，将投入数亿美元，同时韩国也是比较积极的希望2018年初开展5G的预商用试验。同时，日本成立5G移动推进论坛，预计2020冬奥会之前实现5G的商用，也是整合国内外的力量，推动5G技术产业的快速发展，以满足奥运会的需求。美国原来主要是4G，现在也开展5G研究，Verizon也成立了5G的技术论坛。

为了推动全球统一的5G的发展，中欧美日韩5G推进组做了非常多的工作。今年10月份，这五方共同签署了五方合作备忘录。除了推动全球统一的5G发展之外，大家也都是希望召开全球统一的5G峰会，中国IMT2020推进组有幸获得第一届峰会的主办权，刚好实际上我们每年5月份也都会举办一次IMT2020推进组的5G峰会，也是跟全球第一届的5G峰会合并召开，时间是明年5月31号到6月1号，欢迎各位积极参加每年这个峰会。

以上是各国做出的努力，同时在各国的推动下，整个5G研发的进程是不断加快。首先，ITU今年完成了5G

IMT-2020的标准化前期研究，主要提出几个方面，一个是5G的官方命名。此外，提出5G的愿景，另外，推进了5G的发展能力指标。首先，用户体验的速率是100M到1Gbps，也体现了5G对每个用户实际的体验做出的努力。此外，峰值速率10-20Gbps对终端芯片有非常大的挑战。同时，低时延是要到毫秒级的时延。此外，对于5G的工作计划也比较明确了，明年将会启动对于5G标准的技术性能需求和推动化研究，后续将会开展征集和评估标准化。

3GPP实际上也是拉开了5G标准研究的序幕，刚才杜滢已经提到了，分三个阶段，首先Rel-14标准的研究，Rel-15作为5G的技术方案进行提交，Rel-16将会完成一个完整的版本，未来作为ITU最后标准化的版本。关于3GPP的标准现在已经有一些共识形成，首先，5GLAN肯定要制定一个全新的功能接口，同时要考虑到兼容性的问题，一定要考虑和后续版本的衔接。但是，有一些问题没有解决，首先低频、高频的问题，高频包括频谱、信道模型还没有，其实也是限制了高频的发展。我们主推先把低频做好，在高频再逐步引入。另外，关于移动宽带，互联网应用相关的技术标准谁先谁后的问题。当然还有希望早期尽早做5G商用，希望先用宽带，我们认为物联网是5G未来一个重要的场景，而且现在物联网发展非常迅猛，也急需一些新技术推广它的发展，现在这方面还没有最终确定。

另外，今年在3GPP已经启动了若干的面向5G的研究，包括在SA启动面向5G的研究，包括面向新一代系统架构，包括RAN的需求，包括一些信道模型的研究项目，也是在我们国内的产业推动下，中国移动牵头了新一代系统架构和RAN需求的研究，这也是对于中国产业具有划时代意义的一件事情。

以上是对于整个全球5G研究的一个总体情况。接下来结合国内外的情况，谈一下对5G的理解。首先对5G的愿景与需求，今天是移动终端的峰会，未来的5G发展与移动终端密切相关。除了现有的移动智能终端，手机之外，像各种可穿戴设备，新的终端应用，VR、增强现实，还有像各种新的休闲娱乐、移动办公等等。除此以外，我们还认为对于像工业互联网，像车联网，还有环境保护，包括一些医疗方面，也都是5G非常重要的业务方向。也基于这样的一些应用场景的需求，5G实际上它的发展方向分我为两大类：第一、增强移动宽带，实际上包含现有4G的主要场景，当然在这些场景里面，场景会进一步增强。对于在网络覆盖的情况下，用户体验达到100Mbps。热点情况下，速率会更高，到1Gbps。此外，对于单位面积上总的容量也有需求。对于低功耗大连接场景，有工业互联网与工业控制车联网这样的场景，需要毫秒级的时延，以及接近百分之百的可靠性。

对于5G的无线关键技术大家基本上也都形成了共识，上面这是国内比较主推的一些，其实大规模无线主要还是通过大量的波束支持更高的用户。超密集组网，主要是通过压缩提升单位面积。新型多址，也是采用多址技术，通过各种码或者功率的叠加增强系统容量和效率。全频谱接入，能给用户完整的用户体验。刚才很多同仁提到D2D，我们也认为D2D对于移动终端非常重要，未来移动终端能力不断增强，除了计算能力和车载能力增强之外，未来终端将会在网络扮演非常重要的角色，因为我们的网络主要是新型结构，从基站到终端，未来在终端间将会有一个网络结构，会催生很多新的应用，业务形态甚至新的商业模式。

对于5G的无线技术路线来讲，现在国内外已经基本达成共识。不同的空口有不同的业务需求，对于4G来讲主要是平滑演进，对于高频的新空口来讲，信令非常高。为了满足各种新口的设计，其实对于5G有很大的挑战。因为主要是一个性价比的问题，所以我们提出5G应该有一个技术框架，整合所有的模块，这个概念实际上也是在业界被很多公司所接纳。

5G的新空口我们还想进一步考虑一下，首先对于eMBB有两类，一个是连续广域覆盖场景和热点高容量场景，连续广域覆盖更适合6GHz以下的低频段，实际上还是基于OFDM为主。在这个里面，提升业务效率的最好方法还是大规模无线+MU-MIMO，对于这个场景来讲，TDD/FDD都可以，但是由于未来新的频段，可能大多数以TDD为主。为了支持更高的速率，可以引入更短的TTI和更大的载波间隔。热点高容量场景来说，会引入到全频谱接入的概念，包括低频和高频，对于低频来讲，尽量兼容或者一致，对于高频来讲，效率并不是很高。

对于面向物联网的5G新空口，实际上是有两大类。低功耗大连接场景，采用低频设计，也可以引入新的多种技术，支持Grant-free降低功耗，另外也可以采用新的节能机制。对于低时延高可靠场景，要进一步缩短TTI，可能是为了兼容性，实际上它也可能基于现有的TTI做缩减。为了支持短的时延，可以考虑共享CP或者无CP的技术，另外为了增强可靠性，可以采用新的MCS和HARQ技术等。

接下来是对于5G潜在的候选频道。全球来看，IMT这块新的频谱还是有很多频率得到新的确认，未来5G的发展还是有很大的风险，因为这会增加特别终端企业做终端芯片的时候，它要支持的频段。因为如果各国没有统一的频段，大家怎么定义自己的5G频段，意味着未来要为此付出更大的代价。未来5G阶段，如果不能形成5G的频段，可能需要更多频。面向未来，我们会继续在这个方向努力。我也是呼吁业界加强IMT频段的协调，为5G发展谋取更多的可用频段。

关于5G网络，实际上也是5G未来技术创新一个非常大的关键。主要来自于两个需求的驱动，一个是场景和关键能力的需求，还有平滑演进的需求。NFV和SDN很多人都讲到了，未来我们认为5G可能有三个平面，接入平面、控制平面、转发平面，转发也是通过很多通用的路由器、服务器高效的转发各种各样的业务数据。未来关键技术包含这些，按需网络切片、新型移动性管理、边缘计算和存储等等。我们认为未来的5G网络它的网络架构非常重要，它会基于一个统一的5G网络的技术平台，我们也可以看到，在大数据、云平台和虚拟化，这三大IT技术的支撑下，我们认为未来的5G网络架构首先最底层可能是一个通用的硬件平台，包括计算、存储、连接，在此之上，通过软件虚拟化出来，提供像RAN、核心网的控制，包括用户、业务的虚拟功能。在此之上，通过按需的网络切片，进行一个重组跟切片，支持面向公众或者面向垂直行业这样的业务运行平台。这个主要是聚焦于核心网，未来随着基站的虚拟化，甚至手机终端的虚拟化，未来这样的平台，很可能会移植到包括基站和终端的设备说，完成整个终端网络的虚拟化的过程。

以上是我们对整个5G研究进展的一个总结。接下来是对于后续5G工作的一个考虑。这个表归纳了当前5G的一些研究工作。首先，标准我们将会继续按照ITU

3GPP的标准路线，评估它的方法。为了支持这个需求，我们会进一步的加大对5G评估指标的研究，对于频谱这一块，我们还要继续找符合5G高频和低频的频谱。配合5G技术方案的研究，我们也会推动5G样机的研发。此外，工信部和IMT推进组最近也在启动面向5G的试验，后续我们会逐步推动像技术方案、整体方案，面向5G产品预商用的试验，2020年实现5G的商用部署，以上是报告的全部内容，谢谢大家！

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