5G研发 争分夺秒

工信部于2013年12月4日正式发放了我国第四代移动通信（4G）牌照，4G技术正式走向商用。与此同时，面向下一代移动通信需求的第五代移动通信（5G）的研发也早已在世界范围内如火如荼地展开。

在移动通信的演进历程中，我国不断转变角色，依次经历了 "2G跟踪，3G突破，4G同步"的各个阶段。在5G时代，我国将立志于占据技术制高点，引领世界产业的发展。为此，国内通过建立多种机制，力求全面发力5G相关工作，包括组织成立IMT-2020（5G）推进组、继续推动重大专项"新一代宽带无线移动通信网"向5G转变、启动国家863计划"5G系统前期研究开发"等，从5G业务、频率、无线传输与组网技术、评估测试验证技术、标准化及知识产权等各个方面，探究5G的发展愿景。

未来5G的需求，对包括传输技术和网络技术在内的5G关键技术提出了极大的挑战。5G将通过更高的频谱效率、更多的频谱资源以及更密集的小区部署等，共同满足移动业务流量增长的需求。在网络容量方面，5G通信技术将比4G实现单位面积移动数据流量增长1000倍；在传输速率方面，典型用户数据速率将提升10到100倍，峰值传输速率可达10Gbps（4G为100Mbps）；同时，端到端时延缩短5-10倍，频谱效率提升5-10倍，网络综合能效提升1000倍。

为支持5G的发展需求，实现5G无时无地不在的空中信息"高速公路"的构建，包括高频段传输、新型多天线传输、同时同频全双工、终端直通技术、密集网络、新型网络架构在内的传输和网络关键技术的解决方案层出不穷，呈现出了百家争鸣，百花齐放的局面。

在5G研发刚刚起步的情况下，如何建立一套全面的5G关键技术评估指标体系和评估方法，实现客观有效的第三方评估，服务技术与资源管理的发展需要，同样是当前5G技术发展所面临的重要问题。

作为国家无线电管理技术机构，国家无线电监测中心（以下简称监测中心）长期致力于频谱研究、频谱监测、移动通信关键技术研发，以及相关评估、测试与验证等工作，并已深入参与到5G相关的组织与研究项目当中。

目前，监测中心频谱工程实验室正在大力建设基于面向服务的架构（SOA）的开放式电磁兼容分析测试平台，实现大规模软件、硬件及高性能测试仪器仪表的集成与应用，将为无线电管理机构、科研院所及业界相关单位等提供良好的无线电系统研究、开发与验证实验环境。面向5G关键技术评估工作，监测中心计划利用该平台对5G系统测试与验证环境进行搭建，从而实现对5G各项关键技术客观高效的评估。

为充分把握5G技术命脉、确保与时俱进，监测中心积极投入到5G关键技术的跟踪梳理与研究工作当中，为5G频率规划、监测以及关键技术评估测试验证等工作，提前进行技术储备。下面，就对其中的一些关键技术进行简要的剖析和解读。

关键技术1： 高频段传输

移动通信传统工作频段主要集中在3GHz以下的频段，使得频谱资源十分拥挤，而在高频段（如毫米波、厘米波频段）可用频谱资源丰富，能够有效缓解频谱资源紧张的现状，可以实现极高速短距离通信，支持5G容量和传输速率等方面的需求。目前，韩国三星在28GHz高频段，利用64根天线，采用自适应波束赋形技术，在2公里的距离内实现了1Gbps的峰值下载速率，用户只需要不到一秒钟的时间下载一部完整的电影。

高频段在移动通信中的应用是未来的发展趋势，业界对此高度关注。足够量的可用带宽，小型化的天线和设备，较高的天线增益是高频段毫米波移动通信的主要优点。但是，也存在着传输距离短，穿透和绕射能力差，容易受到气候环境影响等缺点。同时，射频器件、系统设计等方面的问题也有待进一步研究和解决。

监测中心目前正在积极开展高频段需求研究以及潜在候选频段的遴选工作。高频段资源虽然目前较为丰富，但是仍需要进行科学规划，统筹兼顾，从而使宝贵的频谱资源得到最优配置。

关键技术2 ：新型多天线传输

作为近年来备受关注的技术之一，多天线技术经历了从无源到有源，从二维（2D）到三维（3D），从高阶MIMO到大规模阵列的发展，将有望实现频谱效率提升数十倍甚至更高，是目前5G技术重要的研究方向之一。

由于引入了有源天线阵列，基站侧可支持的天线协作数将达到128。此外，原来的2D天线阵列拓展成为3D天线阵列，形成新颖的3D-MIMO技术，支持多用户波束智能赋型，减少用户间干扰，结合高频段毫米波的技术，将进一步改善无线信号覆盖性能。

目前研究人员正在针对大规模天线信道测量与建模、阵列设计与校准、导频信道、码本及反馈机制等问题进行研究，未来将支持更多的用户空分多址（SDMA），显著降低发射功率，实现绿色节能和提升覆盖能