1.2　4G面临的挑战

1.2.1　运营商面临的挑战

智能手机的普及带来OTT业务的繁荣。在全球范围内，OTT的快速发展对基础电信业造成重大影响，导致运营商赖以为生的移动话音业务收入大幅下滑，短信和彩信的业务量连续负增长。

一方面，OTT应用大量取代电信运营商的业务，比如微信、微博、Twitter、WhatsApp、Line、QQ等即时通信工具，依靠其庞大的用户群，在4G时代开始加快侵蚀传统的电信语音和短信业务，特别是这些APP开始集成基于数据流量的VoIP通信，如“微信电话本”版本，支持高清免费视频通话功能，对运营商的核心语音视频通信业务直接形成竞争态势。

尽管相比于传统电信业务，当前这些OTT应用还存在通话延迟、中断，以及接续成功率低等缺陷，但是随着技术的发展，OTT应用替代传统语音和短信势不可当。

受OTT的影响，仅2014年，全球网络运营商语音和短信收入减少了140亿美元，较2013年同比下降26%。中国三大运营商移动语音、短信和彩信业务收入也出现全面下降。

另一方面，OTT应用大量占用电信网络信令资源，由于OTT应用产生的数据量少、突发性强、在线时间长，导致运营商网络时常瘫痪。尽管移动互联网的发展带来了数据流量的增长，但是相应的收入增长和资源投入已经严重不成正比关系，运营商进入了增量不增收的境地。无论2020年流量增长1 000倍还是500倍，实际上，运营商的收入增长并没有太大改善；相反，流量的迅猛增长却带来成本的激增，使得运营商陷入“量收剪刀差”的窘境。

1.2.2　用户需求的挑战

移动通信技术的发展带来智能终端的创新。随着显示、计算等能力的不断提升，云计算日渐成熟，增强现实（Augmented Reality，AR）等新型技术应用成为主流。用户追求极致的使用体验，要求获得与光纤相似的接入速率（高速率）、媲美本地操作的实时体验（低时延），以及随时随地的宽带接入能力（无缝连接）。

各种行业和移动通信的融合，特别是物联网行业，将为移动通信技术的发展带来新的机遇和挑战。未来10年，物联网的市场规模将与通信市场平分秋色。在物联网领域，服务对象涵盖各行各业用户，因此M2M终端数量将大幅激增，与行业应用的深入结合将导致应用场景和终端能力呈现巨大的差异。这使得物联网行业用户提出了灵活适应差异化、支持丰富无线连接能力和海量设备连接的需求。此外，网络与信息安全的保障，低功耗、低辐射，实现性能价格比的提升成为所有用户的诉求。

1.2.3　技术面临的挑战

新型移动业务层出不穷，云操作、虚拟现实、增强现实、智能设备、智能交通、远程医疗、远程控制等各种应用对移动通信的要求日益增加。

随着云计算的广泛使用，未来终端与网络之间将出现大量的控制类信令交互，现有语音通信模型将不再适应，需要针对大量数据包频发消耗信令资源的问题，对无线空口和核心网进行重构。

超高清视频、3D和虚拟现实等新型业务需要极高的网络传输速率才能保证用户的实际体验，对当前移动通信形成了巨大挑战。以8K（3D）视频为例，在无压缩情形下，需要高达100Gbit/s的传输速率，即使经过百倍压缩后，也需要1Gbit/s的传输速率，而采用4G技术则远远不能满足需要。

随着网络游戏的普及，用户对交互式的需求也更为突出，而交互类业务需要快速响应能力，网络需要支持极低的时延才能实现无感知时延的使用体验。

物联网业务带来海量的连接设备，现有4G技术无法支撑，而控制类业务不同于视听类业务（听觉：100ms；视觉：10ms）对时延的要求，如车联网、自动控制等业务，对时延非常敏感，要求时延低至毫秒量级（1ms）才能保证高可靠性。

总体来说，不断涌现的新业务和新场景对移动通信提出了新需求，如图1.3所示，包括流量密度、时延、连接数三个维度，将成为未来移动通信技术发展必须考虑的方面。

图1.3　业务需求与移动网络能力示意图