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5G商用，蓄势待发

　　[Abstract]Thestandardizationprogress，wirelessspectrumplanningandtheupdatedtimetablefor5Gofsomeadvancedcountriesareanalyzedinthispaper.Thecommercial5Gisregardedmuchclosertothemarketwithanacceleratingindustrialchain.The5Gtechnologieshavebeenfullyverifiedinmanyfields，suchasmassivemultipleinputmultipleoutput（MassiveMIMO）applicationinPre5G，networkfunctionvirtualization（NFV）-basedcloudificationdeploymentin4Gnetwork，softwaredefinednetworking（SDN）architecturefor5Gbearing，flexibleEthernet（FlexE）/flexibleopticaltransportnetwork（FlexO）applicationand5Gsmartoperationaidedbyend-to-end（E2E）networkslicing，automaticoperationandmaintenance（O&M），andartificialintelligence（AI）.TheimportantroleofChinaisalsoanalyzedintheprogressof5Gindustrydevelopment，andfinallythecommercial5Gtimetableisproposedwithanaspiringexpectation.

　　“4G改变生活，5G改变社会。

”5G不仅仅是带宽的提升，而且是一次颠覆性升级，是人与人通信向万物互联的转变，是整个社会数字化转型的基石。

移动超高清视频、增强现实（AR）/虚拟现实（VR）等大视频应用推动网络带宽需求大幅提升；工业自动化、无人驾驶、网联无人机、远程医疗、智能交通、智能电网等行业应用逐步兴起，也对网络提出了超高可靠性、超低时延、海量连接等特殊场景需求。

5G将开启万物互联、无限遐想的新时代，整个社会对5G时代充满期待。

　　15G产业环境趋于成熟

　　1.15G标准化进程不断加速

　　自4G产业走向成熟时起，国际标准组织和主流运营商逐渐将产业发展重心聚焦到5G的标准制定上，第3代合作伙伴计划（3GPP）、国际电信联盟（ITU）、下一代移动通信网络联盟（NGMN）等?

俗甲橹?

分别在2015年先后启动了5G相关的标准制定工作[1-3]。

2017年12月21日，3GPP的5G新空口（NR）首发版本――R15非独立组网（NSA）核心标准正式冻结。

这是5G标准的重要里程碑，标志着不久的将来将进入5G网络建设的规模验证和预商用阶段。

　　5G标准比前面的1G、2G、3G、4G标准都更为统一。

业界吸取了移动通信技术发展的经验教训，合力推动形成统一的5G标准，避免了各种利益集团之间的纷争。

这是5G标准能够不断提速的重要原因，也使得未来5G在基站、终端、芯片等各方面都能够更为统一，5G产业链将更加容易成熟。

　　1.2各国政府陆续出台5G频谱规划

　　各国政府均将5G网络建设提升到信息化产业的战略高度，从全球5G试验进度来看，美国、韩国、日本、中国将成为首批部署5G网络的国家，欧洲紧随其后。

中东地区部分国家也有快速部署5G网络的需求，如阿联酋将在2020年举办世博会，卡塔尔将在2022年举办世界杯，这些都将刺激5G网络部署需求。

非洲大多数国家4G普及率仍较低，5G部署计划将相对滞后。

　　以中、美、日、韩、欧为代表的多个国家和地区分别发布了3.5GHz、4.9GHz附近的中频段以及26GHz、28GHz附近的高频段的5G频谱规划，抢占5G发展先机。

中国在2017年11月确定将3.3～3.6GHz和4.8～5GHz中频段作为5G频段。

　　3.5GHz已经成为大多数运营商首选的5G建网频段，未来可以应用于全球网络漫游的5G频段。

5G网络建设需要同时兼顾覆盖和容量，3.5GHz频段借助大规模多输入多输出（MassiveMIMO）等天线技术，覆盖范围可以媲美1800MHz，运营商可以复用现有站点来建设5G网络。

高频段具有大量连续频段，频谱资源丰富，但网络覆盖存在挑战。

　　1.3主流国家和运营商纷纷明确5G

　　商用时间表

　　5G已经成为全球运营商发展的焦点，全球51家运营商积极开展5G技术验证和部署试验，以中、日、韩为主的亚太地区最多，共有22家，欧洲16家，北美7家。

其中有23家运营商已经发布5G网络商用时间表，亚太10家，欧洲5家，北美4家。

从发布时间表来看，美国、韩国将率先推出5G商用服务。

　　中国三大运营商2017年分别在北京、上海等10多个城市启动5G试验。

中国移动2017年6月提出服务化架构（SBA）正式纳入3GPP5G核心网统一架构，2017年底制定切片分组网（SPN）企业标准，并与中兴通讯等厂家完成SPN第1阶段测试。

中国电信2017年8月发布《中国电信5G创新示范网白皮书》。

中国联通于2017年6月完成首个5G在3.5GHz和1.8GHz的双频试验，并联合中兴通讯在深圳开通5GNR外场测试。

中国三大运营商的5G试验网已经全面启动，2018年将启动面向商用的大规模组网试验，2019年进入预商用阶段，2020年进入规模商用阶段。

　　美国规划到2020年为1亿家庭提供无线宽带服务，两大运营商在2016年初就启动了在高频段面向固定场景的5G测试工作。

2017年，AT&T在印第安纳波利斯的部分地区推出5G演进网络；Verizon向亚特兰大、达拉斯等11座城市的特定用户提供高速5G网络。

两个运营商均计划在2018年面向全美推出固定5G通信服务。

　　韩国成立“5GForum”，推动5G移动通信进展，计划2020年推出全面的5G商用服务。

SKT在2017年6月成功展示3.5GHz频段的5G通信，在2017年底前进行规模预商用5G网络部署，计划在2018年冬奥会期间开启5G试验网商用服务。

　　日本计划在2020年东京奥运会前商用5G移动通信服务。

Softbank在2016年9月宣布启动5G项目，并于2017年6月与中兴通讯开展了基于4.5GHz的5G外场试验，且成为全球首家将MassiveMIMO技术正式投入商用的运营商。

　　德国发布了5G国家战略，借助于5G建设，拉动电网、智慧城市等数字基础设施建设。

DT在2015年2月成立了5G创新实验室，2017年在柏林成功部署了基于最新3GPP标准的5GNR网络连接，并计划在2018年试运行5G网络，为广泛商用部署做准备。

　　从目前开展5G测试的情况来看，各国运营商对5G应用场景的关注点存在明显差别。

中、日、韩运营商重点关注增强型移动宽带（eMBB）场景，欧洲运营商关注5G在垂直行业的应用，美国运营商更关注固定无线接入场景应用。

　　综合5G标准进展、各国5G频谱规划、主流运营商公布的5G商用时间表来看，2017年在5G标准、频谱规划、5G关键技术验证等方面均取得了突破性进展，整个5G产业链正加速成熟，2018―2019年将成为5G预商用阶段和小规模商用阶段，2020年将逐步进入5G规模商用阶段。

5G正向我们走来。

　　25G关键技术已经开展

　　广泛的实践和验证

　　5G网络建设理念已经从传统“业务适配网络”向“网络适配业务”转变。

5G网络需要构建为面向eMBB、超可靠低时延通信（uRLLC）、大规模机器类通信（mMTC）等典型场景服务的综合性网络。

除了通过天线阵列化、组网密集化、非正交等无线关键技术进一步提升无线网络带宽能力外，还需要覆盖到核心网、前传/回传网络、运维系统等，包括网络云化（软件定义网络（SDN）/网络功能虚拟化（NFV））、端到端（E2E）网络切片、运维自动化等方面的关键技术，以便灵活适应更多垂直行业应用场景的差异化需求和商业模式。

　　2.1无线网络向天线阵列化、

　　非正交、组网密集化发展

　　无线频谱资源始终是有限的、稀缺的，提升频谱效率始终是一代代移动网络升级中的关键。

多天线空分技术是唯一可成倍提升频谱效率的技术，MassiveMIMO作为最重要的空分技术，支持更为精准的波束控制和更高的并发流数，已经成为5G最核心的关键技术。

MassiveMIMO技术已经被提前应用来解决4G网络容量问题。

在全球很多市场，频谱资源非常有限，而流量增速很快，产生了4G网络与流量需求之间的矛盾，将MassiveMIMO技术应用到4G网络，小区吞吐量提升了4～6倍，成功解决了市场的痛点问题。

中兴通讯创新地提出Pre5G，将MassiveMIMO技术提前应用于4G网络，获得全球移动通信系统协会（GSMA）颁发的“突破性创新奖”和“CTO选择奖”两项殊荣，并成功将其推向商用。

Pre5GMassiveMIMO的成功商用，大幅度加速了5GMassiveMIMO的商用?

M程。

　　非正交技术是5G很有前途的一个技术方向。

从1G到4G均基于正交通信技术，具有简单高效的特点，然而对于超大数量连接、小带宽需求，正交技术带来较大的开销，且不能有效应对远近效应。

5G提出非正交通信技术，可以针对远近效应进行优化，部分非正交技术可以实现完全的免调度，例如：

中兴提出的多用户共享接入（MUSA）技术，可大幅度提升小数据包的性能和效率，并使连接数量提升6倍以上。

　　超密集组网（UDN）可以进一步提升5G网络单位面积的网络容量和用户体验速率，但UDN提升容量的同时，也面临着同频干扰、移动性管理、多层网络协同等技术问题。

国际移动通信（IMT）-2020专门成立了UDN工作组，针对UDN可能面临的问题提出了一系列解决方案，包括干扰管理、小区虚拟化等方案。

干扰管理通过网络侧多天线技术形成的空域自由度，从频域、时域、码域、功率域和空域等角度进行干扰规避；通过终端侧干扰对齐技术，利用干扰信道信息设计编码和译码矩阵，把多个干扰信号抑制到较低的干扰空间。

小区虚拟化以用户为中心，将多个实体小区虚拟为一个逻辑小区，通过传输节点间协作，为用户提供一致、连续的服务，并通过控制层与数据层分离，避免了用户频繁切换，降低小区间控制信道干扰，改善了移动性和用户体验。

　　2.2网络功能云化

　　为了适应业务的灵活快速发展，云化部署和分层解耦已经成为5G网络建设的基本需求。

中国移动牵头的SBA架构已经成为3GPP的5G核心网统一架构。

遵循互联网软件架构发展历程和NFV架构，电信网络功能从软硬件解耦、云化部署/多层解耦，进一步向云原生架构发展。

5G核心网和5G集中单元（CU）将遵循NFV技术架构，采用云原生技术构建，并基于虚拟化/容器化的基础设施灵活部署。

　　NFV技术架构已经在4G网络的虚拟演进分组核心网（vEPC）、虚拟IP多媒体子系统（vIMS）等建设中得到了规模商用验证。

中国移动、中国电信、VDF、AT&T等主流运营商均已经在云化基础设施、核心网虚拟化、三层解耦等方面进行了充分的验证，积累了丰富的经验。

中兴通讯已经为VEON提供了架构领先、面向5G演进的SDN/NFV云化网络解决方案，可实现端到端网络切片和软硬件解耦，2G/3