为何要制定一个移动通信标准？

在谈这个问题之前，首先我们来谈谈另一个问题：为什么我们需要一个新的移动通信标准？

一定是出现了现有标准无法解决的新问题。

总体上看，一个标准的诞生，从整个流程来看应该会大致分成四个阶段：

1、 问题发现和抽象阶段；
2、 定义系统关键性能指标 –KPI
3、 制定并发布标准；
4、 标准完善与演进阶段。

一、问题的发现与抽象

因此，制定一个标准第一步就是找到新的问题，而这些问题通常是现有标准很难解决的。

以制定5G标准为例：上一代，也就是4G的LTE-Advanced系统可以很好的提供单小区（峰值速率）大约1Gbps的移动宽带接入服务，用户在网络质量好的情况下可以享受到大于1Mbps的用户体验速率，目前的视频、微信等各种APP都能正常的运行。那么，是不是就没有问题了呢？不是的，还有至少两个问题需要解决：

1． 面对类似VR、AR这类新的业务模式，用户需要更高的体验速率。在ITU M.2083 (IMT.Vision)中，提出了5G系统需要提供高达100Mbps的用户体验速率，这个以目前LTE-A的设计能力上限（32载波聚合+ MIMO + 256QAM）很难实现。

2． 针对物联网（IoT）的优化。IoT[业务的应用场景很多，热门的包括智能穿戴设备、智慧城市、车联网和工业控制等。在5G的应用场景讨论时，这些应用场景被分为两类：海量物联网（mMTC）和低时延高可靠（URLLC）。

a. mMTC包括智能穿戴设备、智慧城市等场景，目标是提供极大的系统容量，为百万计的低功耗IoT终端提供服务。目前大红大紫的NB-IoT就是针对这种场景设计的，未来NB-IoT在5G的演进版本将会满足这个场景对应的百万终端连接能力、低功耗、大覆盖等设计指标。

URLLC（也称为关键业务控制- Mission Critical）包括车联网、工业控制、无人机控制等场景，目标是在保证超低时延的同时提供超高的传输可靠性。在移动通信系统设计中高可靠传输通常是牺牲时延通过多次重传（HARQ/ARQ）达到的，而低时延传输通常又是放松可靠性要求满足的，可以说二者是矛盾的一对设计指标。在工业控制场景中控制信号要求1ms的传输时延内达到10^-5的错误率。这个指标非常苛刻，即便采用了rel-14/15优化后的LTE帧结构（shorten TTI）也很难达到。同时，URLLC还定义了新的系统设计指标 – 可用性（availability），即终端在绝大多数时间(如95%)都可以享受服务，同时中断服务的时间上限应小于某个门限（如10ms）。

这是IMT-2020PG的例子

在问题发现和抽象阶段，来自世界各地的5G工作组和论坛起到了巨大作用。这其中包括IMT-2020推进组（中国）、未来移动通信论坛（中国）、5GPPP（欧洲）、5G Forum（韩国）、5GMF（日本）、5G Americas（美国）和运营商论坛 –NGMN。各个工作组、论坛分别搜集、整理来自本国或本地区的需求，并抽象成对应的场景。这些场景大部分都以白皮书的形式发布，作为5G系统设计的重要参考。

为了制定全球统一的5G标准，这些场景需要有一个国际性的权威组织统一整理后，制定一个正式的5G需求并发布。这个5G通信标准认定、发布的唯一机构就是ITU（国际电联）。ITU是通信界的联合国，是由各国政府组成的。在中国，ITU代表团是由多个政府部门组成的，其中移动通信的代表是由工信部选定并领导的。需要注意的是：ITU只负责发布5G标准的场景和设计目标并最后评估、认定5G标准；ITU并不具体制定5G标准，这些具体技术工作是由3GPP、IEEE等行业标准化组织完成等。ITU在收到以上各个组织的输入后，经过会议讨论，发布了5G的场景和需求报告 –ITU Recommendation M.2083 –IMT.Vision，用以指导5G标准的制定。

下图就是ITU整理出的三大5G应用场景和对应的应用实例。三个应用场景分别是：增强移动宽带（eMBB）、低时延高可靠通信（URLLC）和海量物联网（mMTC）。图中的应用实例分别对应不同的场景，有些的还会兼具不同场景的特点。例如增强现实（AR）业务，既要求eMBB的大数据量，还要求URLLC的较低传输时延。而智能家居中既有遥控器、传感器这种低功耗（mMTC）设备，又包括视频共享这种典型的eMBB大数据量业务。

二、定义系统关键性能指标 –KPI

归纳定义好通信场景后，就进入了系统设计阶段。第一步，我们需要针对每个场景抽象出通信系统需要具备的能力，也就是关键性能指标 –KPI（Key Performance Indicator）。对于通信系统而言：应用场景是面向最终用户的，而系统设计则是工程师的工作。KPI连接了用户和设计系统的工程师，就像是婴儿的脐带：源源不