【分析报告】5G概念白皮书2015年.pdf

引言5G技术场景5G关键技术5G概念5G技术路线总结与展望主要贡献单位P1P2P4P8P10P12P14目录目录IMT-2020(5G)推进组5G概念白皮书 IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。移动通信自20世纪80年代诞生以来,经过三十多年的爆发式增长,已成为连接人类社会的基础信息网络。移动通信的发展不仅深刻改变了人们的生活方式,而且已成为推动国民经济发展、提升社会信息化水平的重要引擎。随着4G进入规模商用阶段,面向2020年及未来的第五代移动通信(5G)已成为全球研发热点。在全球业界的共同努力下,5G愿景与关键能力需求已基本明确,预计2016年将启动国际标准制定工作。为使5G技术研发和标准化形成合力,需尽快明确5G概念、技术路线与核心技术,这将对凝聚全球业界力量,推动5G发展具有极其重要的意义。本白皮书从5G愿景与需求出发,分析归纳了5G主要技术场景、关键挑战和适用关键技术,提取了关键能力与核心技术特征并形成5G概念,在此基础上,结合标准与产业趋势,提出了5G适合的技术路线。引言1IMT-2020(5G)推进组5G概念白皮书5G5G技术场景技术场景2IMT-2020(5G)推进组5G概念白皮书面向2020年及未来,移动互联网和物联网业务将成为移动通信发展的主要驱动力。5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求,即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景,也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。与此同时,5G还将渗透到物联网及各种行业领域,与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合,有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求,实现真正的“万物互联”。5G将解决多样化应用场景下差异化性能指标带来的挑战,不同应用场景面临的性能挑战有所不同,用户体验速率、流量密度、时延、能效和连接数都可能成为不同场景的挑战性指标。从移动互联网和物联网主要应用场景、业务需求及挑战出发,可归纳出连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠四个5G主要技术场景。连续广域覆盖和热点高容量场景主要满足2020年及未来的移动互联网业务需求,也是传统的4G主要技术场景。连续广域覆盖场景是移动通信最基本的覆盖方式,以保证用户的移动性和业务连续性为目标,为用户提供无缝的高速业务体验。该场景的主要挑战在于随时随地(包括小区边缘、高速移动等恶劣环境)为用户提供100Mbps以上的用户体验速率。热点高容量场景主要面向局部热点区域,为用户提供极高的数据传输速率,满足网络极高的流量密度需求。1Gbps用户体验速率、数十Gbps峰值速率和数十Tbps/km2的流量密度需求是该场景面临的主要挑战。5G主要技术场景连续广域覆盖热点高容量低功耗大连接低时延高可靠???3IMT-2020(5G)推进组5G概念白皮书低功耗大连接和低时延高可靠场景主要面向物联网业务,是5G新拓展的场景,重点解决传统移动通信无法很好支持地物联网及垂直行业应用。低功耗大连接场景主要面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景,具有小数据包、低功耗、海量连接等特点。这类终端分布范围广、数量众多,不仅要求网络具备超千亿连接的支持能力,满足100万/km2连接数密度指标要求,而且还要保证终端的超低功耗和超低成本。低时延高可靠场景主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求,这类应用对时延和可靠性具有极高的指标要求,需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。??5G主要场景与关键性能挑战场景关键挑战连续广域覆盖?? 100Mbps用户体验速率热点高容量?用户体验速率:1Gbps?峰值速率: 数十Gbps?流量密度: 数十Tbps/km2低功耗大连接低时延高可靠?连接数密度: 106 /km2?超低功耗,超低成本?空口时延: 1ms? ?端到端时延: ms量级??可靠性: 接近100%45G5G关键技术关键技术5G技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域,大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点;在网络技术领域,基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的新型网络架构已取得广泛共识。此外,基于滤波的正交频分复用(F-OFDM)、滤波器组多载波(FBMC)、全双工、灵活双工、终