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移动通信自上世纪80年代诞生以来,已经深深地影响了人类生活的方方面面,是人类迈入信息时代不可或缺的重要组成部分。目前,随着4G移动通信网络的成熟,下一代移动通信网络 (The Next Generation Mobile Network, 5G) 的标准化已经提上日程,面向5G标准化而提出的各种新兴技术已经成为当前的研究热点。
据爱立信估计,到2020年将会有超过500亿的设备被连接到移动网中[1],而IMT-2020也预计到2030年全球物联网设备接近一千亿,其中中国将超过200亿[2]。如此大的连接数目将会给传统的移动网络带来极大的挑战,迫切需要新的标准来适应新的需求。
相比于目前的4G通信网络,未来5G应用的场景将更加复杂。而大量新兴事物和移动通信的结合,比如虚拟现实、高铁通信、远程医疗等,使得5G的应用场景更加复杂化。根据2015年IMT-2020推进组发布的5G概念白皮书[3],未来5G面临的关键挑战主要为以下4个:
5G标准化的制定涉及方方面面的内容,包括新的网络架构、新的空口协议、新频段的使用等。目前已有部分厂商和运营商试验了不同的技术,验证其在下一代移动通信网络的可行性。中国移动试验了新的前传网络结构C-RAN (Cloud-Radio Access Network),其在长沙和珠海的实验表明,引入C-RAN架构可以大幅度降低运营成本和资本性输出,并且能耗可以降低70%左右[4]。2013年11月华为发布了5G愿景和需求白皮书,并于下一年宣布在高频度的无线频谱下实现了最高115Gbps的传输速率。
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