第五代移动通信系统概况--面向IMT-2020(5G)的多天线技术

调峰值速率。其实这个指标更多是给外行人看的噱头。在一切随缘充满随机性的移动信道中，一个能够以较大概率实现的速率，或者说用户体验速率，才是真正有意义的性能指标。

图11. ITU对5G的性能要求

图12. ITU 5G性能需求与应用场景的对应关系

相比于ITU的雷达图，国人的表达方式显得更为雅致一些。如图13所示，我国的IMT-2020组织将所有的指标要求更加形象地用一朵所谓的5G之花来归纳。其中六个花瓣代表六种关键性能，而红花还要绿叶扶，因此图中用三片绿叶表征三种效率指标。需要说明的是，因成本效率这一指标在实际中难以衡量，最终该项指标并没有被ITU采纳。

5G之花可谓鲜翠欲滴、美艳迷人，而其背后所代表的技术指标也是高得吓人。此外，图13的红花绿叶间，还露骨地表达了5G系统将要以绿色、可持续发展的方式，让这匹不能吃饱的老马，背着诸多极端的性能指标需求飞速奔跑。

图13. 描绘IMT-2020系统性能指标的5G之花

八．关键技术

5G之花的盛开，必然离不开一个以坚实的基础技术为核心的强盛根系的支持。如图14所示，在这一根系中，IMT-2020推举出了最具潜力的12种关键技术。

图14. 5G关键技术

相比于1～4G系统而言，5G可能不会以一种单一的多址技术为标志。其原因主要在于：面对终端连接数、流量及业务等多方面的严苛需求和复杂多样的部署场景，目前没有一种单一的物理层新技术能够独挑大梁包打天下支撑起所有的技术指标。这一情况，实际上也从侧面戳中了通信技术的一个痛点。历经几十年的超速发展，移动通信技术的理论积累已经日渐枯竭。而产业发展不得不陷入了鸡屁股等蛋，甚至恨不得要杀鸡取卵的焦急状态。

在上述12种关键技术中，最有潜力的几个分支包括：大规模天线、高频段、非正交多址和超密集网络。这些技术的核心问题主要还是资源：通过向高频段的扩展，占据更多资源；通过大规模天线、非正交多址和超密集网络，更高效地利用资源。

九．演进路线

有人群的地方就会有左中右。因此，5G的演进过程中，一定也会存在路线斗争的问题。图15中给出了5G系统的可能发展路线。

图15. 5G系统演进路线

演进型发展路线力图以不杀人不见血或者少杀人少见血的方式，通过平顺的和平演变逐渐实现5G的系统目标。实际上3GPP在LTE标准化过程中就采用了这样一种不招摇、不声张、闷声发财的路线。3GPP在Rel-8提出要对3G系统进行长期演进，但究竟是多长时间的演进，到什么程度的演进，大家都心照不宣。等到ITU 4G指标一出，一套超越了4G性能需求的LTE系统已经成为既成事实。延续这种路线，5G系统可能难免会带着浓厚的LTE气息。

与演进路线针锋相对的，是倡导建立一套完全有别于现有体系的所谓的革命性路线。革命不是请客吃饭，不是绘画绣花，不是做文章，不能那样雅致，那样温良恭谦让。革命是暴动，是一个阶级推翻另一阶级的暴力行动。因此革命路线就是要推倒一切，重头再来。但是基于目前看到的众多潜在技术，追求叛逆的革命性路线想要完全超脱于现有LTE技术，也是相当有挑战的。例如，所谓非正交多址技术，本身就没有脱离OFDMA技术框架。与其说是一场革命，倒不如说是一种添砖加瓦雕梁画栋式的演进。这也非常充分地说明了，OFDMA作为4G的多址技术本身相当灵活且易于扩展，用于移动宽带系统并没有根本性缺陷。再回顾一下前面提到的几种关键的技术，它们很大程度上都是现有技术思路的演进，或者说极端化：多天线从多到更多、网络覆盖从密到更密集、宽带系统从宽到更宽。所以目前看来，星星点点的一些革命火种尚难以形成燎原之势。

除了势不两立的和平演变和革命路线，实际上还有第三种可能，即走中庸之道的折中主义路线。例如在6GHz以下，现有系统已经有了相当完备的设计，因而可走演进路线；在6GHz以上频段，信道特征不明而信道资源丰富，完全可以考虑更为灵活的新空口结构。由于6GHz以上的多数频点没有公认的信道模型，3GPP 自9月起就会开始高频段信道建模的研究工作。

路线斗争的背后，绝不仅仅是单纯的技术之争，而更主要的还是利益之争。既得利益者希望保持现有格局，之前没捞到好处的希望咸鱼翻身，打破固有势力划分重新洗牌。实际上，在5G系统的发展过程中，我们不但要善于打破一个旧世界，更重要的是如何去建设一个新世界。无论是血雨腥风的暴力革命、糖衣炮弹的和平演变还是骑墙观风的中庸之道，推动5G都是为了一个更加美好的新世界。从这个意义上考虑，大家殊途同归，各种路线的最终目标都应该是一致的。

十．推进计划

如图16所示，5G系统的推进大致可以分为研究、标准化和产品化三个大的阶段。